Расчет тока по мощности автомата: Расчет мощности трехфазного автомата

Содержание

Расчет мощности трехфазного автомата

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 мощности автомата

При установке автомата необходимо знать, что назначение автоматических выключателей является защита линии от разрушения электрическим током, значения которого превышают расчетные значения для данной проводки.

Например электромонтаж розеток кухни выполнен кабелем ВВГ 3-2,5 предельное значение тока для которого является 25А. Теперь давайте подсчитаем какую сумарную мощность имеют электроприборы подключенные к этой линии и не будет ли ее превышения.

Расчет общей мощности электроприборов на кухне:

микроволновка 1.6 kW + чайник 2.0 kW + холодильник 0.5 kW +телевизор 0.4 kW = 4.5 kW

Получившиеся киловатты переводим в Ватты:

4.5 kW * 1000 = 4500 W

Ваты переводим в Амперы:

P (мощность) / U(Напряжение) = I(сила тока)

4500 / 220 = 20. 45А

Устанавливая автомат для кухни необходимо принять во внимание коэффициент спроса, который принимается от количества потребителей.

количество потребителей 2 — коэффициент 0,8

количество потребителей 3 — коэффициент 0,75

количество потребителей 5-200 — коэффициент 0,7

С учетом коэффициента рабочий ток составит 15,33 А

После определения рабочего тока проводки, подбираем автомат, который эту проводку будет защищать. Так как номинал автомата выбирается либо равным либо меньшим номинального тока проводки. Иногда используют автомат с номиналом немного превышающим рабочий ток проводки в нашем случае 16А.

Номинал автоматов по току: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63.

Уточняем сечение жил провода и сверяемся с таблицей, нет ли превышения максимально допустимого тока для данного проводника.

Сечение жилы, мм²	Для меди, А	Для алюминия, А
0,75	11	8
1	15	11
1,5	17	13
2,5	25	19
4	35	28
6	42	32
10	60	47
16	80	60

Материалы, близкие по теме:

Как производится расчет автоматического выключателя

Те времена, когда на электрических щитках квартир или частных домов можно было встретить традиционные керамические пробки, уже давно прошли. Сейчас повсеместно применяются автоматические выключатели новой конструкции – так называемые автоматы защиты.

Для чего предназначены эти устройства? Как правильно произвести расчет автоматического выключателя в каждом конкретном случае? Конечно, основная функция этих устройств заключается в защите электросети от коротких замыканий и перегрузок.

Автомат должен отключаться, когда нагрузка существенно превышает допустимую норму или при возникновении короткого замыкания, когда значительно возрастает электрический ток. Однако он должен пропускать ток и работать в нормальном режиме, если вы, например, одновременно включили стиральную машинку и электроутюг.

Что защищает автоматический выключатель

Прежде чем подбирать автомат, стоит разобраться, как он работает и что он защищает. Многие люди считают, что автомат защищает бытовые приборы. Однако это абсолютно не так. Автомату нет никакого дела до приборов, которые вы подключаете к сети – он защищает электропроводку от перегрузки.

Ведь при перегрузке кабеля или возникновении короткого замыкания возрастает сила тока, что приводит к перегреву кабеля и даже возгоранию проводки.

Особенно сильно возрастает сила тока при коротком замыкании. Величина силы тока может возрасти до нескольких тысяч ампер. Конечно, никакой кабель не способен долго продержаться при такой нагрузке. Тем более, кабель сечением 2,5 кв. мм, который часто используют для прокладки электропроводки в частных домовладениях и квартирах. Он попросту загорится, как бенгальский огонь. А открытый огонь в помещении может привести к пожару.

Поэтому правильный расчет автоматического выключателя играет очень большую роль. Аналогичная ситуация возникает при перегрузках — автоматический выключатель защищает именно электропроводку.

Когда нагрузка превышает допустимое значение, сила тока резко возрастает, что приводит к нагреванию провода и оплавлению изоляции. В свою очередь, это может привести к возникновению короткого замыкания. А последствия такой ситуации предсказуемы – открытый огонь и пожар!

По каким токам производят расчет автоматов

Функция автоматического выключателя состоит в защите электропроводки, подключенной после него. Основным параметром, по которому производят расчет автоматов, является номинальный ток. Но номинальный ток чего, нагрузки или провода?

Исходя из требований ПУЭ 3.1.4, токи уставок автоматических выключателей которые служат для защиты отдельных участков сети, выбираются по возможности меньше расчетных токов этих участков или по номинальному току приемника.

Расчет автомата по мощности (по номинальному току электроприемника) производят, если провода по всей длине на всех участках электропроводки рассчитаны на такую нагрузку. То есть допустимый ток электропроводки больше номинала автомата.

Также учитывается время токовая характеристика автомата, но про нее мы поговорим позже.

Например, на участке, где используется провод сечением 1 кв. мм, величина нагрузки составляет 10 кВт. Выбираем автомат по номинальному току нагрузки — устанавливаем автомат на 40 А. Что произойдет в этом случае? Провод начнет греться и плавиться, поскольку он рассчитан на номинальный ток 10-12 ампер, а сквозь него проходит ток в 40 ампер. Автомат отключится лишь тогда, когда произойдет короткое замыкание. В результате может выйти из строя проводка и даже случиться пожар.

Поэтому определяющей величиной для выбора номинального тока автомата является сечение токопроводящего провода. Величина нагрузки учитывается лишь после выбора сечения провода. Номинальный ток, указанный на автомате, должен быть меньше максимального тока, допустимого для провода данного сечения.

Таким образом, выбор автомата производят по минимальному сечению провода, который используется в проводке.

Например, допустимый ток для медного провода сечением 1,5 кв. мм, составляет 19 ампер. Значит, для данного провода выбираем ближайшее значение номинального тока автомата в меньшую сторону, составляющее 16 ампер. Если выбрать автомат со значением 25 ампер, то проводка будет греться, так как провод данного сечения не предназначен для такого тока. Чтобы правильно произвести расчет автоматического выключателя, необходимо, в первую очередь, учитывать сечение провода.

Расчет вводного автоматического выключателя

Система электропроводки делится на группы. Каждая группа имеет свой кабель с определенным сечением и автоматические выключатели с номинальным током удовлетворяющему этому сечению.

Чтобы выбрать сечение кабеля и номинальный ток автомата, нужно произвести расчет предполагаемой нагрузки. Этот расчет производят, суммируя мощности приборов, которые будут подключены к участку. Суммарная мощность позволит определить ток, протекающий через проводку.

Определить величину тока можно по следующей формуле:

Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;

U — напряжение сети, В (U=220 В).

Несмотря на то, что формула применяется для активных нагрузок, которые создают обычные лампочки или приборы с нагревательным элементом (электрочайники, обогреватели), она все же поможет приблизительно определить величину тока на данном участке. Теперь нам нужно выбрать токопроводящий кабель. Зная величину тока, мы по таблице сможем выбрать сечение кабеля для данного тока.

После этого можно производить расчет автоматического выключателя для электропроводки данной группы. Помните, что автомат должен отключиться раньше, чем произойдет перегрев кабеля, поэтому номинал автомата выбираем ближайшее меньшее значение от расчетного тока.

Смотрим на величину номинального тока на автомате и сравниваем ее с максимально допустимой величиной тока для провода с данным сечением. Если допустимый ток для кабеля меньше, чем номинальный ток, указанный на автомате, выбираем кабель с большим сечением.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

Расчет тока по мощности — формула, онлайн расчет, выбор автомата

При проектировании любых электрических цепей выполняется расчет мощности. На его основе производится выбор основных элементов и вычисляется допустимая нагрузка. Если расчет для цепи постоянного тока не представляет сложности (в соответствии с законом Ома, необходимо умножить силу тока на напряжение – Р=U*I), то с вычислением мощности переменного тока – не все так просто. Для объяснения потребуется обратиться к основам электротехники, не вдаваясь в подробности, приведем краткое изложение основных тезисов.

Блок: 1/4 | Кол-во символов: 514
Источник: https://www.asutpp.ru/raschet-moshhnosti-po-toku-i-naprjazheniju.html

Разделы статьи

Как узнать ток зная мощность и напряжение?

В данном случае формула вычисления выглядит следующим образом:

Расчет силы тока онлайн:

(Не целые числа вводим через точку. Например: 0.5)

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 179
Источник: http://moydomik.info/load/sistemy/ehlektrosnabzhenie/raschet_ehlektricheskikh_cepej_onlajn_opredelenie_naprjazhenija_toka_moshhnosti_i_sechenija_provodnika/26-1-0-132

Советы

При расчетах помните о небольшой мощности, потребляемой некоторыми приборами даже тогда, когда они выключены, но подключены к источнику питания, например, к розетке. Если некоторый прибор выключен, но на нем горит светодиод, то такой прибор продолжает потреблять некоторую мощность.

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 295
Источник: https://ru.wikihow.com/%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%87%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BF%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%B1%D0%BB%D1%8F%D0%B5%D0%BC%D1%83%D1%8E-%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%B0

Формула расчета мощности электрического тока

Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.

В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:

I = P/(U*cos φ),

а для трехфазной сети: I = P/(1,73*U*cos φ),

где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.

Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление. В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.

Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше. Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое. Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).

Блок: 2/4 | Кол-во символов: 1678
Источник: http://remontnichok.ru/elektrichestvo/raschet-elektricheskogo-toka-po-moshchnosti-formuly-onlayn-raschet-vybor-avtomata

Расчет потребляемой мощности

В быту часто приходится сталкиваться с вычислением потребляемой мощности, например, для проверки допустимой нагрузки на проводку перед подключением ресурсоемкого электропотребителя (кондиционера, бойлера, электрической плиты и т.д.). Также в таком расчете есть необходимость при выборе защитных автоматов для распределительного щита, через который выполняется подключение квартиры к электроснабжению.

В таких случаях расчет мощности по току и напряжению делать не обязательно, достаточно просуммировать потребляемую энергию всех приборов, которые могут быть включены одновременно. Не связываясь с расчетами, узнать эту величину для каждого устройства можно тремя способами:

обратившись к технической документации устройства;
посмотрев это значение на наклейке задней панели; Потребляемая мощность прибора часто указывается на тыльной стороне
воспользовавшись таблицей, где указано среднее значение потребляемой мощности для бытовых приборов.

Таблица значений средней потребляемой мощности

При расчетах следует учитывать, что пусковая мощность некоторых электроприборов может существенно отличаться от номинальной. Для бытовых устройств этот параметр практически никогда не указывается в технической документации, поэтому необходимо обратиться к соответствующей таблице, где содержатся средние значения параметров стартовой мощности для различных приборов (желательно выбирать максимальную величину).

Блок: 4/4 | Кол-во символов: 1431
Источник: https://www.asutpp.ru/raschet-moshhnosti-po-toku-i-naprjazheniju.html

Предупреждения

Если через инвертер пропустить слишком большую мощность, то он может выйти из строя.
Подключение чрезмерного числа приборов к инвертеру может привести к недостатку мощности для каждого прибора. Результатом этого может быть повреждение или отключение приборов.
При вычислении мощности по формуле вы получите приблизительное значение. Если вам нужно точное значение мощности, воспользуйтесь ваттметром.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 449
Источник: https://ru.wikihow.com/%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%87%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BF%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%B1%D0%BB%D1%8F%D0%B5%D0%BC%D1%83%D1%8E-%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%B0

Как рассчитать мощность зная силу тока и напряжения?

Здесь необходимо знать величины действующего напряжения и действующей силы тока в электрической цепи. Согласно формуле предоставленной выше, мощность определяется путем умножения силы тока на действующее напряжение.

Расчет цепи онлайн:

Блок: 4/6 | Кол-во символов: 286
Источник: http://moydomik.info/load/sistemy/ehlektrosnabzhenie/raschet_ehlektricheskikh_cepej_onlajn_opredelenie_naprjazhenija_toka_moshhnosti_i_sechenija_provodnika/26-1-0-132

Подбираем номинал автоматического выключателя

Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки. Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину. А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:

6 А – 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.

С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия. Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.

При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:

электросауна (12 кВт) — 60 А;
электроплита (10 кВт) — 50 А;
варочная панель (8 кВт) — 40 А;
электроводонагреватель проточный (6 кВт) — 30 А;
посудомоечная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
стиральная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
джакузи (2,5 кВт) — 12,5 А;
кондиционер (2,4 кВт) — 12 А;
СВЧ-печь (2,2 кВт) — 11 А;
электроводонагреватель накопительный (2 кВт) — 10 А;
электрочайник (1,8 кВт) — 9 А;
утюг (1,6 кВт) — 8 А;
солярий (1,5 кВт) — 7,5 А;
пылесос (1,4 кВт) — 7 А;
мясорубка (1,1 кВт) — 5,5 А;
тостер (1 кВт) — 5 А;
кофеварка (1 кВт) — 5 А;
фен (1 кВт) — 5 А;
настольный компьютер (0,5 кВт) — 2,5 А;
холодильник (0,4 кВт) — 2 А.

Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.

Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А. И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом. Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.

На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.

Блок: 3/4 | Кол-во символов: 3886
Источник: http://remontnichok.ru/elektrichestvo/raschet-elektricheskogo-toka-po-moshchnosti-formuly-onlayn-raschet-vybor-avtomata

Как определить потребляемую мощность цепи имея тестер, который меряет сопротивление?

Этот вопрос был задан в комментарие в одном из материалов нашего сайта. Поспешим дать ответ на этот вопрос. Итак, для начала измеряем тестером сопротивление электроприбора (для этого достаточно подсоединить щупы тестера к вилке шнура питания). Узнав сопротивление мы можем определить и мощность, для чего необходимо напряжение в квадрате разделить на сопротивление.

Блок: 5/6 | Кол-во символов: 463
Источник: http://moydomik.info/load/sistemy/ehlektrosnabzhenie/raschet_ehlektricheskikh_cepej_onlajn_opredelenie_naprjazhenija_toka_moshhnosti_i_sechenija_provodnika/26-1-0-132

Кол-во блоков: 14 | Общее кол-во символов: 12037
Количество использованных доноров: 4
Информация по каждому донору:

https://www.asutpp.ru/raschet-moshhnosti-po-toku-i-naprjazheniju.html: использовано 4 блоков из 4, кол-во символов 6335 (53%)
http://moydomik.info/load/sistemy/ehlektrosnabzhenie/raschet_ehlektricheskikh_cepej_onlajn_opredelenie_naprjazhenija_toka_moshhnosti_i_sechenija_provodnika/26-1-0-132: использовано 4 блоков из 6, кол-во символов 1241 (10%)
http://remontnichok.ru/elektrichestvo/raschet-elektricheskogo-toka-po-moshchnosti-formuly-onlayn-raschet-vybor-avtomata: использовано 2 блоков из 4, кол-во символов 5564 (46%)
https://ru. wikihow.com/%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%81%D1%87%D0%B8%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C-%D0%BF%D0%BE%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%B1%D0%BB%D1%8F%D0%B5%D0%BC%D1%83%D1%8E-%D0%BC%D0%BE%D1%89%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%8C-%D1%8D%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%B8%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%B0: использовано 3 блоков из 4, кол-во символов 1429 (12%)

Калькулятор перевода силы тока в мощность (амперы в киловатты)

Мощность — энергия, потребляемая нагрузкой от источника в единицу времени (скорость потребления, измеряется в Ватт). Сила тока — количество энергии, прошедшей за величину времени (скорость прохождения, измеряется в амперах).

Мощность численно равна произведению тока, протекающего через нагрузку, и приложенного к ней напряжения.

Чтобы перевести Ватты в Амперы, понадобится формула: I = P / U, где I – это сила тока в амперах; P – мощность в ваттах; U – напряжение у вольтах.

Если сеть трехфазная, то I = P/(√3xU), поскольку нужно учесть напряжение в каждой из фаз. Корень из трех приблизительно равен 1,73. Чтобы перевести ток в мощность (узнать, сколько в 1 ампере ватт), надо применить формулу:

P = I * U или P = √3 * I * U, если расчеты проводятся в 3-х фазной сети 380 V.

Таблица перевода Ампер – Ватт:

	220 В	380 В
100 Ватт	0,45	0,15	Ампер
200 Ватт	0,91	0,3	Ампер
300 Ватт	1,36	0,46	Ампер
400 Ватт	1,82	0,6	Ампер
500 Ватт	2,27	0,76	Ампер
600 Ватт	2,73	0,91	Ампер
700 Ватт	3,18	1,06	Ампер
800 Ватт	3,64	1,22	Ампер
900 Ватт	4,09	1,37	Ампер
1000 Ватт	4,55	1,52	Ампер

Допустим, что вы живете в квартире со старым электросчетчиком, и у вас установлена автоматическая пробка на 16 Ампер. Чтобы определить, какую мощность «потянет» пробка, нужно перевести Амперы в киловатты. Для удобства расчетов принимаем cosФ за единицу. Напряжение нам известно – 220 В, ток тоже, давайте переведем: 220*16*1=3520 Ватт или 3,5 киловатта – ровно столько вы можете подключить единовременно.

Сложнее дело обстоит с электродвигателями, у них есть такой показатель как коэффициент мощности. Если полная мощность двигателя 5,5 киловатт, то потребляемая активная мощность 5,5*0,87= 4,7 киловатта. Стоит отметить, что при выборе автомата и кабеля для электродвигателя нужно учитывать полную мощность, поэтому нужно брать ток нагрузки, который указан в паспорте к двигателю. И также важно учитывать пусковые токи, так как они значительно превышают рабочий ток двигателя.

6 важных критериев выбора автоматического выключателя

Основное назначение автоматического выключателя – защита электропроводки от токов короткого замыкания (в дальнейшем КЗ) и перегрузок электросети. Если произойдет аварийная ситуация и по домашней проводке пройдет сверхток, изоляция кабеля мгновенно расплавится, а сама проводка вспыхнет, как бенгальские огни. Результат будет, как Вы понимаете, плачевный – возникновения пожара и что еще хуже – поражение электрическим током. Чтобы такого не произошло, в квартирном щитке нужно обязательно установить автомат (а лучше несколько) с подходящими характеристиками. О том, как выбрать автоматический выключатель по току, сечению кабеля и остальным техническим характеристикам, читайте дальше! Сразу же советуем обязательно просмотреть видео инструкцию, предоставленную ниже, в которой наглядно показывается методика расчета нужных параметров автоматики.

Содержание:

Основные критерии выбора
Недопустимые ошибки при покупке

Что защищает автоматический выключатель

Автомат вводной: особенности выбора и виды

При подаче электричества в квартиру на этажном электрощите могут быть установлены следующие аппараты коммутации ввода:

автоматический выключатель;
предохранители;
пакетный выключатель;
рубильник.

Вводной автомат (ВА) – это автоматический выключатель подачи электричества от питающей сети к объекту, если возникает перегрузка в цепи, или произошло короткое замыкание (КЗ). От перечисленных аппаратов он отличается большей величиной номинального тока. На фото изображен щит с расположенным в нем сверху вводным автоматом.

Щит с автоматическим выключателем

Правильнее называть устройство – вводный автоматический выключатель. Поскольку он ближе других устройств находится к воздушной линии, аппарат должен обладать повышенной коммутационной стойкостью (ПКС), характеризующей нормальное срабатывание устройства при возникновении КЗ (максимальный ток, при котором автоматический выключатель способен хотя бы однократно разомкнуть электрическую цепь). Показатель указывается на маркировке прибора.

Типы автоматов ввода

Подача электричества к объекту зависит от его потребностей и схемы электросети. При этом подбираются соответствующие типы автоматов.

Однополюсный

Вводный выключатель с одним полюсом применяется в электросети с одной фазой. Устройство подключается к питанию через клемму (1) сверху, а нижняя клемма (2) соединяется с отходящим проводом (рис. ниже).

Схема однополюсного автомата

Автомат с одним полюсом устанавливается в разрыв фазного провода и отключает его от нагрузки при возникновении аварийной ситуации (рис. ниже). По принципу действия он ничем не отличается от автоматов, установленных на отводящих линиях, но его номинал по току выше (40 А).

Схема вводного однополюсного автомата

Питающая фаза красного цвета подключается к нему, а затем – к счетчику, после чего распределяется на групповые автоматы. Нейтральный провод синего цвета проходит сразу на счетчик, а с него на шину N, затем подключается к каждой линии.

Автомат ввода, установленный перед счетчиком, должен быть опломбирован.

Вводной автомат защищает кабель ввода от перегрева. Если КЗ произойдет на одной из линий ответвлений от него, сработает ее автомат, а другая линия останется работоспособной. Подобная схема подключения позволяет быстро найти и устранить неисправность во внутренней сети.

Двухполюсный

Двухполюсник представляет собой блок с двумя полюсами. Они снабжены объединенным рычажком и имеют общую блокировку между механизмами отключения. Эта конструктивная особенность важна, так как ПУЭ запрещают производить разрыв нулевого провода.

Не допускается установка двух однополюсников вместо одного двухполюсника.

Вводной автомат с двумя полюсами применяется при однофазном вводе из-за особенностей схем подключения в домах старой постройки. В квартиру делается ответвление от стояка межэтажного электрощита однофазной двухпроводной линией. Жэковский электрик может случайно поменять местами провода, ведущие в квартиру. При этом нейтраль окажется на вводном однофазном автомате, а фаза – на нулевых шинах.

Чтобы обеспечить полную гарантию отключения, надо обесточить квартирный щиток с помощью двухполюсника. Кроме того, часто приходится менять пакетный выключатель в этажном щите. Здесь удобнее сразу поставить вместо него двухполюсный вводной автомат.

В квартиру нового дома идет сеть с фазой, нейтралью и заземлением со стандартной цветовой маркировкой. Здесь также не исключена возможность перепутывания проводов из-за низкой квалификации электрика или просто ошибки.

Еще одной причиной установки двухполюсника является замена пробок. На старых квартирных щитках еще остались пробки, которые установлены на фазе и на нуле. Схема соединений при этом остается прежней.

ПУЭ запрещают установку предохранителей в нулевых рабочих проводах.

Двухполюсник в данной ситуации установить удобнее, поскольку нет необходимости переделывать схему.

При подключении электричества к частному дому по схеме ТТ двухполюсник необходим, так как в такой системе возможно появления разности потенциалов между нейтральным и заземляющим проводом.

На рис. ниже изображена схема подключения электричества в квартиру с однофазным вводом через двухполюсный автомат.

Схема ввода с двухполюсным автоматом

Питающая фаза подается на него, а затем – на счетчик и на устройство противопожарного защитного заземления УЗО, после чего распределяется на групповые автоматы. Нейтральный провод проходит сразу на счетчик, с него на УЗО, шину N, а затем подключается к УЗО каждой линии. Нулевой проводник заземления зеленого цвета подключается сразу к шине PE, а с нее подходит к заземляющим контактам розеток №1 и №2.

Вводной автоматический выключатель защищает кабель ввода от перегрева и КЗ. Он также может сработать при КЗ на отдельной линии, если там неисправен другой автомат. Номиналы счетчика и противопожарного УЗО подбираются выше (50 А). В этом случае устройства будут также защищены вводным автоматом от перегрузок.

Трехполюсный

Устройство применяется для трехфазной сети, чтобы обеспечить одновременное отключение всех фаз при перегрузке или коротком замыкании внутренней сети.

К каждой клемме трехполюсника подключается по фазе. На рис. ниже изображены его внешний вид и схема, где для каждого контура существуют отдельные тепловой и электромагнитный расцепители, а также дугогасительная камера.

Трехполюсный автомат в шкафу и его схема

При подключении к частному дому вводной автоматический выключатель устанавливается перед электросчетчиком с защитой на 63 А (рис. ниже). После счетчика ставится УЗО на ток утечки 300 мА. Это связано с большой протяженностью электропроводки дома, где имеет место высокий фон утечки.

После УЗО осуществляется разделение линий от распределительных шин (2) и (4) к розеткам, освещению, а также отдельным группам (6) подачи напряжения в пристройки, трехфазным нагрузкам и другим мощным потребителям.

Трехфазная сеть частного дома

Расчет автомата ввода

Независимо от того, является автомат вводным или нет, его рассчитывают путем суммирования токов отходящих к нагрузкам линий. Для этого определяется мощность всех подключаемых потребителей. Номинал определяется для одновременного включения всех потребителей электроэнергии. По этому максимальному току подбирается ближайший номинал автомата из стандартного ряда в сторону уменьшения.

Какой телевизионный кабель лучше: особенности выбора

Мощность вводного автомата зависит от номинального тока. При трехфазном питании мощность определяется тем, как подключены нагрузки.

Требуется также определить количество аппаратов коммутации. На ввод требуется только один выключатель, а затем по одному на каждую линию.

На мощные приборы типа электрокотла, водонагревателя, духового шкафа необходимо установить отдельные автоматы. В щитке должно быть предусмотрено место для установки дополнительных автоматических выключателей.

Выбор ВА

Выбор устройства производится по нескольким параметрам:

Номинальный ток. Его превышение приведет к срабатыванию автомата от перегрузки. Подборка номинального тока производится по сечению подключенной проводки. Для нее определяют допустимый максимальный ток, а затем выбирают номинальный для автомата, предварительно уменьшив его на 10-15%!,(MISSING) приводя к стандартному ряду в сторону уменьшения.
Максимальный ток КЗ. Автомат выбирается по ПКС, которая должна быть равна ему или превышать. Если максимальный ток КЗ составляет 4500 А, подбирается автомат на 4,5 кА. Класс коммутации подбирается для освещения – В (Iпуск>Iном в 3-5 раз), для мощных нагрузок типа отопительного котла – С (Iпуск>Iном в 5-10 раз), для трехфазного двигателя большого станка или сварочного аппарата – D (Iпуск>Iном в 10-12 раз). Тогда защита будет надежной, без ложных срабатываний.
Установленная мощность.
Режим нейтрали – тип заземления. В большинстве случаев он представляет собой систему TN с разными вариантами (TN-C, TN-C-S, TN-S),
Величина линейного напряжения.
Частота тока.
Селективность. Номиналы автоматов подбираются по распределению нагрузок в линиях, например, автомат ввода – 40 А, электроплита – 32 А, другие мощные нагрузки – 25 А, освещение – 10 А, розетки – 10 А.
Схема питания. Автомат подбирается по количеству фаз: одно,- или двухполюсный для однофазной сети, трех,- или четырехполюсный для трехфазной.
Изготовитель. С целью повышения степени безопасности, автомат выбирается у известных производителей и в специализированных магазинах.

Количество полюсов для трехфазной сети равно четырем. При наличии только трехфазных нагрузок со схемой подключения треугольником, можно использовать трехполюсный автомат.

Выключатель на вводе должен отключать фазы и рабочий ноль, так как в случае утечки на одной из фаз на ноль существует вероятность удара током.

Трехполюсный автомат можно применять для однофазной сети: фаза и ноль подключаются к двум клеммам, а третья останется свободной.

Выбор вводного автомата в зависимости от типа заземления:

Система TN-S: подводящие нулевые защитный и рабочий провода разделены от подстанции до потребителя (рис. а ниже). Чтобы одновременно отключить фазы и ноль применяются двухполюсные или четырехполюсные вводные автоматы (в зависимости от количества фаз на вводе). Если они с одним или тремя полюсами, нейтраль проводится отдельно от автоматов.
Система TN-С: подводящие нулевые защитный и рабочий провода совмещены и проходят до потребителя через общий проводник (рис. б). Автомат устанавливается однополюсный или трехполюсный на фазные проводники, а ноль вводится через счетчик на шину N.

Схемы распространенных типов заземлений

Установка

Почему выбивает автомат в щитке

Автомат ввода устанавливается в щитке сверху, с левой стороны. Отводящие линии удобно монтировать сверху вниз. При малом количестве нагрузок он может быть однополюсным и подключаться через фазный провод. В таком случае полного разрыва питающей цепи не происходит.

Монтаж обычно производится на DIN-рейку, при отключении питания.

Видео про электрощит

Критерии для выбора номиналов автомата по параметрам

Ответ на вопрос, как скоммутировать вводной электрощит, можно получить из видео ниже.

Как показывает практика, подключение вводного автомата не является сложной работой. Важно правильно рассчитать его по мощности, продумать схему соединений и установить с учетом особенностей, приведенных в статье.

Источник: elquanta.ru

Электрические вводы для трёхфазной сети

В квартирах, оборудованных электрическими плитами, а также некоторых домах может быть проведена трёхфазная сеть. В качестве вводных устройств используют трёхполюсные или четырёхполюсные АВ. Трёхполюсник применятся для одновременного отключения всех фаз сети в случае возникновения короткого замыкания (КЗ) или перегрузки. К каждой клемме прибора подключается отдельная фаза. После ВА устанавливается счетчик, защита которого должна быть 63 А. Поскольку в доме электропроводка имеет большую длину, то существует большой риск утечки тока. С этой целью после счетчика устанавливается УЗО на ток утечки 300 мА.

Четырёхполюсные автоматы являются довольно редким вариантом для использования их в трёхфазной сети. Они используются в случае подвода четырёхпроводной электросети. Главным отличием его от трёхполюсного автомата является то, что здесь нулевой провод подводится к четвертому полюсу после подключения на первых трёх фазовых проводов. Дальнейшая схема распределения проводов происходит по аналогии с трёхполюсным вводным устройством. Часто можно встретить варианты применения четырёхполюсного автомата для подключения четырёх фаз. В этом случае при замыкании на одной из линий будут обесточиваться все четыре.

При выборе вводного автомата для трёхфазной сети нужно сложить все нагрузки, приходящиеся на каждую фазу в отдельности. Рабочий ток автомата подсчитать просто. Для этого полученную сумму в киловаттах умножают на 1,52 (коэффициент для напряжения 380 В). Номинальный же ток автомата должен быть выше рабочего, поэтому подбираем для него ближайшее значение. Это условие действует в случае одинаковой нагрузки на все три фазы. В случае если на какую-то из них приходится большая нагрузка, расчет ведут по максимальному значению, показатель которого в киловаттах умножается на коэффициент 4,55 (для напряжения 220 В).

Какие бывают автоматы защиты

Для защиты проводников однофазной сети 220 В есть отключающие устройства однополюсные и двухполюсные. К однополюсным подключается только один проводник — фазный, к двухполюсным и фаза и ноль. Однополюсные автоматы ставят на цепи 220 В внутреннего освещения, на розеточные группы в помещениях с нормальными условиями эксплуатации. Их также ставят на некоторые виды нагрузки в трехфазных сетях, подключая одну из фаз.

Для трехфазных сетей (380 В) есть трех и четырех полюсные. Вот эти автоматы защиты (правильное название автоматический выключатель) ставят на трехфазную нагрузку (духовки, варочные панели и другое оборудование которое работает от сети 380 В).

В помещениях с повышенной влажностью (ванная комната, баня, бассейн и т.д.) ставят двухполюсные автоматические выключатели. Их также рекомендуют устанавливать на мощную технику — на стиральные и посудомоечные машины, бойлеры, духовые шкафы и т.д.

Просто в аварийных ситуациях — при коротком замыкании или пробое изоляции — на нулевой провод может попасть фазное напряжение. Если на линии питания установлен однополюсный аппарат, он отключит фазный провод, а ноль с опасным напряжением так и останется подключенным. А значит, остается вероятность поражения током при прикосновении. То есть, выбор автомата прост — на часть линий ставятся однополюсные выключатели, на часть — двухполюсные. Конкретное количество зависит от состояния сети.

Автоматы для однофазной сети

Для трехфазной сети существуют трехполюсные автоматические выключатели. Такой автомат ставится на входе и на потребителях, к которым подводятся все три фазы — электроплита, трехфазная варочная панель, духовой шкаф и т.д. На остальных потребителей ставят двухполюсные автоматы защиты. Они в обязательном порядке должны отключать и фазу и нейтраль.

Пример разводки трехфазной сети — типы автоматов защиты

Выбор номинала автомата защиты от количества подключаемых к нему проводов не зависит.

Как выбрать автоматический выключатель для дома, квартиры — Хозяин Дома

Вопрос о том, как выбрать автоматический выключатель для дома, квартиры или дачи встаёт перед нами не часто. Однако, когда возникает необходимость такого выбора, к решению этого вопроса нужно подходить со всей ответственностью.

Параметры автоматического выключателя должны соответствовать максимальной интенсивности электроэнергии в доме. Чем выше его значение, тем больше электрических устройств могут быть использованы одновременно.

При всём при этом безопасность людей, находящихся в доме, является приоритетом в любом случае. Какие нюансы необходимо учитывать при выборе?

Значение автоматических выключателей в электросистеме дома

Для защиты внутренней электропроводки здания, дома, дачи, квартиры от короткого замыкания, применяются автоматические выключатели, которые устанавливаются на каждую защищаемую линию в распределительном щите и на вводе в дом.

Номинал каждого автоматического выключателя в амперах зависит от разрешенной мощности для вводного автомата и от нагрузки в линии, перед который ставиться автомат, которая не может превышать мощности, которую может передавать кабель определенного сечения.

Учитывая все эти требования решение вопроса о выборе автоматического выключателя становится не совсем простым, но вполне выполнимым делом.

Выбор автоматического выключателя в зависимости от назначения

Правильное планирование и монтаж электрической системы в вашем доме или квартире предоставит комфортное и удобное освещение, а так же и стабильную и безопасную работу всего электрооборудования.

Приобретая автоматы для обеспечения экстренного отключения электропитания при превышении допустимой нагрузки в сети, следует обратить внимание на их качество и наличие сертификации или декларирования.

На этих элементах экономить не стоит.

Очень важно обеспечить установку автомата с соответствующей мощностью если вы прокладываете или меняете электропроводку в деревянном доме, как на объекте с повышенной потенциальной пожароопасностью.

Подбор основного вводного автомата

При подключении дома к электроснабжению, по проекту вам выдается разрешение на определенную мощность, которая определена в документах. При подключении к сети 220 В разрешенную мощность делим на 220 и получаем вводной ток, на который должен быть рассчитан автомат.

Выбор автоматического выключателя в зависимости от назначения: главный или линейный

Например, вам разрешили мощность 15 кВт. Находим разрешенный ток: 15000/220=68 А. Это означает, что вводной автомат можно ставить номиналом в 70 А и в щите все остальные автоматы должны быть рассчитаны на меньший ток срабатывания, для сохранения селективности отключения.

Читайте также Как найти распаечную коробку в квартире

Ещё один пример расчёта для разрешенной мощности 20 кВт: 20000/220=90,0 А.

Подбор автоматических выключателей на отдельные линии

В лучшем случае для дома, квартиры нужен проект, который должны делать специалисты. Если проекта нет, то при выборе автоматов можно руководствоваться простыми правилами, которые с большой вероятностью позволят вам сделать правильный выбор. Подбор нагрузки выключателей на отдельные линии осуществляется аналогично подбору главного выключателя.

Один из способов определить соответствующее значение главного выключателя в вашем доме, это суммирование мощности всех устройств, которые работают, или могут работать одновременно.

Это, как правило, холодильник, телевизор, посудомоечная машина, стиральная машина, компьютер. Кроме того, не забывайте об освещении, отопительном котле и водонагревателе. Таким же образом рассчитывайте нагрузку на линейные автоматы.

Ознакомьтесь с общими правилами подбора автоматов на отдельные линии:

Распределяйте нагрузку равномерно по комнатам, этажам. Желательно подключать каждую комнату или группу комнат на отдельный автомат
Сечение отходящих кабелей определяется нагрузкой и для большинства случаев будет достаточно кабеля 3х2,5, способного нести подключенную нагрузку до 5,9 кВт, а для его защиты устанавливать автомат не более 25А, а для большей надежности лучше ставить на 20А
При расчете нагрузки на одной линии, ее общая мощность не должна превышать мощность, которую может выдержать кабель.
Любой автомат в щите должен иметь меньший номинал по току, чем вводной автомат.
Для надежного срабатывания автоматов желательно сознательно уменьшать номинал автоматов и ставить на линии розеток автомат на 16А, на линии освещения 10А

Во время капитального ремонта квартиры или после новоселья, производиться монтаж новой электропроводки, с использованием медного кабеля, устанавливаются новые розетки и выключатели, подключаются электрические теплые полы и кондиционеры. Устанавливается новый электрический щит, счетчик и автоматические выключатели.

Каждая отдельная линия должна быть обеспечена автоматическим выключателем, который защищает её от перегрузки или короткого замыкания

Если щит собирает профессиональный электрик, которому можно доверять, то можно положиться на его опыт и знания.

Если монтаж электрооборудования производиться своими силами или нужна информация, для проверки работы электрика, то есть несложные рекомендации, без расчетов и формул, придерживаясь которых вы всегда сможете правильно выбрать автоматические выключатели для щита и кабель для квартиры.

Советы по выбору автоматического выключателя

Автомат защищает цепь от перегрузки и если на один питающий кабель вы подключите несколько мощных электроприборов, например электрочайник, стиральная машина, СВЧ печь и другие приборы, и суммарный ток будет выше, чем номинал автомата, он обесточит защищаемую цепь.

Автоматические выключатели на линии розеток нужно ставить на 16А, на линии освещения 10А. При этом вводной автомат должен иметь больший ток срабатывания, в данном случае 20А. Если вводной автомат стоит на 16А, то все остальные автоматические выключатели должны быть установлены на ток 10А и ниже.

Выбор автоматического выключателя по производителю

Не стоит экономить на автоматах, которые должны защищать вас от поражения электрическим током, а ваше имущество от пожара или неисправности. Нужно использовать только автоматы известных производителей.

Они могут стоить в 2-3 раза дороже, чем китайские или российские сделанные в Китае, но они обеспечивают уровень защиты в несколько десятков раз выше. Многие китайские автоматы после нескольких срабатываний могут вообще перестать реагировать на КЗ.

Нормальные автоматы способны сработать 10.000 раз, без потери надежности.

Вводной автоматический выключатель в квартиру

Перед счетчиком на кабеле ввода в квартиру стоит автомат. Его величина определена проектом электроснабжения и вы не имеете право ставить вместо него автоматический выключатель на больший ток. Вводной автомат защищает общедомовую сеть от перегрузок и короткого замыкания в вашей квартире. Увеличить номинал по току автомата, можно только по разрешению энергоснабжающей организации.

Выбор кабеля для прокладки электропроводки

По новым правилам, внутри жилых помещений, можно прокладывать новые кабели с жилами из меди.

Сечение жил в кабеле на розетки или на отдельную комнату, кухню или ванную комнату, нужно прокладывать 2,5 квадрата, например NYM 32,5 трех проводный кабель. На сеть освещения, в комнату или квартиру, берется кабель NYM 3х1,5.

Этим же кабелем делается разводка освещения по комнате. На стиральную машину достаточно кабеля NYM 32,5. Выбирать кабель меньшего сечения не целесообразно.

Источник: http://hozayindoma.ru/remont/kak-vybrat-avtomaticheskij-vyklyuchatel-dlya-doma-kvartiry.html

Основные критерии выбора

Итак, рассмотрим, как правильно подобрать наиболее важные параметры устройства для защиты проводки в доме и квартире.

Ток КЗ. Чтобы выбрать автоматический выключатель по току короткого замыкания, необходимо учитывать важное условие – правилами ПУЭ автоматы с наибольшей отключающей способностью менее 6 кА запрещаются. На сегодняшний день устройства могут иметь номиналы 3; 4,5; 6 и 10 кА. Если Ваш дом размещен рядом с трансформаторной подстанцией, нужно выбрать автоматический выключатель, срабатывающий при предельном коротком замыкании в 10 кА. В остальных случаях вполне достаточно подобрать коммутационный аппарат номиналом 6000 Амер.
Номинальный ток (рабочий). Следующий, не менее важный критерий выбора автомата для дома – по номинальному току. Данная характеристика отображает значение тока, свыше которого произойдет разъединение цепи и, соответственно, защита электропроводки от перегрузок. Чтобы выбрать подходящее значение (оно может быть 10, 16, 32, 40А и т.д.), необходимо опираться на сечение кабеля домашней проводки и мощность потребителей электроэнергии. Именно от того, насколько большой ток способны пропустить жилы через себя и в то же время, какая суммарная мощность всей бытовой техники, будет зависеть рабочий ток устройства коммутации. В данном случае для выбора подходящей характеристики автоматического выключателя рекомендуем сначала определить сечение кабеля в Вашем доме либо квартире, после чего руководствоваться данными таблицами:

Ток срабатывания. Одновременно с рабочим током автомата нужно подобрать его номинал по току срабатывания. Как Вы знаете, при включении мощных электроприборов пусковой ток может быть значительно Выше номинального (вплоть до 12 кратного значения). Чтобы автоматический выключатель не сработал, восприняв включение двигателя, как короткое замыкание, нужно правильно выбрать класс коммутационного аппарата. На сегодняшний день для бытового применения могут использоваться классы B, C и D. Для дома и квартиры лучше всего выбрать устройство класса B, если в кухне установлена газовая плита и нет мощных потребителей электроэнергии. Если установлена электроплита либо мощный электрический котел, лучше подобрать подходящий автомат класса C. Ну и если у Вас в частном доме задействованы электродвигатели большой мощности, необходимо осуществить выбор коммутационного аппарата с маркировкой «D».
Селективность. Данный термин подразумевает отключение в аварийной ситуации только определенного, проблемного участка, а не всей электроэнергии в доме. Тут уже нужно немного вникнуть в логическую цепочку и выбрать номиналы автоматических выключателей согласно обслуживающей линии. Вершину так называемого разветвления должен занимать вводной автомат, номинал которого не должен превышать максимально допустимую нагрузку на электропроводку, исходя из сечения провода. Номинальный ток вводного коммутационного аппарата должен превышать значение рабочего тока всех остальных, нижестоящих автоматических выключателей в щитке. Для частного дома рекомендуется на ввод выбрать аппарат на 40А, на электроплиту – 32А, на электроприборы до 5 кВт – 25А, розетки – 16А и освещение – 10А. При выборе такого варианта сборки распределительного щитка условие селективности будет удовлетворено.
Количество полюсов. Еще один, не менее важный критерий выбора, с которым, как правило, возникает меньше всего вопросов. Итак, для однофазной сети 220 Вольт на ввод рекомендуется выбрать двухполюсный однофазный автомат. На освещение и отдельно подключаемую бытовую технику (к примеру, стиральную машину, водонагреватель, кондиционер) нужно подобрать подходящий однополюсный автоматический выключатель. Если у Вас в доме трехфазная электросеть, на ввод купите четырехполюсный коммутационный аппарат. Ну и для защиты двигателя от сверхтоков нужно выбрать трехполюсный автомат на 380 Вольт.
Завод изготовитель. Очень важно правильно выбрать фирму автомата, иначе при покупке подделки далеко не факт, что указанные выше параметры по факту являются такими же. В результате, при токе КЗ электромагнитный расцепитель может не сработать и как следствие – пожар в доме. Чтобы такого не произошло рекомендуется осуществлять подбор коммутационных аппаратов и другой автоматики только от качественных фирм. Рейтинг лучших производителей автоматических выключателей мы предоставили в соответствующей статье!

Рекомендуем также просмотреть видео инструкцию, в которой предоставлены все необходимые таблицы и формулы для выбора автоматического выключателя по току, мощности и сечению кабеля:

Как правильно подобрать подходящий номинал коммутационного аппарата для дома и квартиры?

Перечисленные критерии выбора автоматического выключателя являются основными, и первым делом обращайте внимание на данные параметры. Следует отметить, что экономить на автоматах очень глупо! Разница между качественным изделием (от производителя ABB либо Schneider Electric) и подделкой не слишком велика, если учитывать, что на кону стоит Ваш дом и, что более важно – жизнь!

По каким токам производят расчет автоматов

Также учитывается время токовая характеристика автомата, но про нее мы поговорим позже.

Таким образом, выбор автомата производят по минимальному сечению провода, который используется в проводке.

Расчет вводного автоматического выключателя

Определить величину тока можно по следующей формуле:

Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
U — напряжение сети, В (U=220 В).

Похожие материалы на сайте:

Как работает автоматический выключатель

Понравилась статья — сохрани на стену!

Вводные автоматы и их выбор

Чем отличается автоматический защитный выключатель от вводного автомата? С технической точки зрения ничем. Это устройство, предназначенное для автоматического отключения электросетей в случае перегрузки и короткого замыкания. Разница лишь в назначении, и схеме подключения. Если обычный (групповой) автомат работает в рамках одной или нескольких линий, то вводное устройство отвечает за подключение (отключение) всего объекта, будь то промышленное предприятие или квартира (частный дом).

Внешне вводной защитный автомат выглядит как обычный выключатель.

Он может быть 1, 2, 3 или даже 4 полюсным, в зависимости от схемы электропитания вашего объекта.

Устройство и принцип работы

В компактном корпусе находится механизм включения: два контакта, подвижный и неподвижный. При переводе рукоятки взвода в рабочее положение, контакты замыкаются и механически фиксируются во включенном состоянии.

Цепь, по которой протекает электроток, последовательно включает в себя два защитных устройства. Одно срабатывает при превышении установленного порога по температуре и току (биметаллическая пластина), второе размыкает контакты при коротком замыкании, а точнее при значительном превышении значения тока (электромагнитный расцепитель).

Если сила тока постепенно превышает допустимую величину (указана на маркировке автомата), пластина нагревается и механически размыкает контакты. При возникновении короткого замыкания, ток возрастает лавинообразно, и приводит в действие электромагнитный расцепитель. Для многополюсных автоматов достаточно превышения параметров хотя бы по одной линии. Отключится весь пакет контактов.

Во всех случаях срабатывания защиты, после исчезновения опасности автоматический выключатель не возвращается в исходное состояние. Для включения требуется человек.

Как выбрать автомат по величине силы тока

Мы уже знаем, что через этот выключатель будет протекать весь электроток для питания объекта. По закону Ома ясно, что нагрузка должна суммироваться исходя из всех потребителей в доме (квартире). Вычислить это значение довольно просто.

Совет: не обязательно рассчитывать потребление энергии, суммируя мощность всех электроприборов.

Конечно, вы можете одновременно включить бойлер, электродуховку, кондиционер и утюг. Но для такого «праздника жизни» потребуется мощная электропроводка. Да и технические условия под такую входную мощность обойдутся существенно дороже. У энергоснабжающих организаций, тарифы за согласование подключения растут в линейной зависимости от количества киловатт.

Для типовой квартиры можно предположить одновременную работу холодильника, телевизора, компьютера, кондиционера. В дополнение к ним допустимо включить один из мощных приборов: бойлер, духовку или утюг. То есть, суммарная мощность электроприборов не превысит 3 кВт. Освещение в расчет не берем, сегодня в каждом жилище установлены экономные лампы.

Это интересно: если вернуться на 20–30 лет назад, когда в каждой люстре были только лампы накаливания, двухкомнатная квартира при полном освещении могла расходовать 500–700 Вт только на свет.

Обычно, для запаса по мощности (возможны форс-мажорные обстоятельства), к расчетам добавляют 20–30%! (MISSING)Если вы забудете выключить бойлер, и начнете пользоваться утюгом при работающем кондиционере, не придется бежать к электрощитку для восстановления энергоснабжения. Получается: 4 кВт делим на 220 В (по закону Ома), потребляемый ток 18 А. Ближайший защитный автомат номиналом 20 А.

Для справки: большинство производителей электротехнических изделий, выпускают защитные автоматы следующих номиналов по току срабатывания:
2 А, 4 А, 6 А, 10 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63 А …

Маркировка есть в паспорте изделия, и обязательно на корпусе.

При более точном подборе устройства, особенно при использовании совместно с нестандартной нагрузкой (двигатели или другая нагрузка со значительными пусковыми токами) необходимо делать выбор не только по номинальному току, но и времятоковой характеристике.

Например, вводной автомат, приведенный ниже на картинке имеет номинальный ток 16А и характеристику типа «C» (разновидность «C» хорошо подходит для обычной стандартной нагрузки — наших квартир).

Подробнее о времятоковой характеристике расскажем далее.

Более высокие токи нас не интересуют, это превышает мощность 15 кВт. Такое подключение в квартиру вам никто не согласует. Обычно квартирный ввод ограничен автоматами с оком срабатывания порядка 32 А.

Для частного дома показатели могут быть выше. В расчет идет увеличенная жилая площадь, наличие хозяйственных построек с энергоснабжением, гараж, мастерская, мощные электроинструменты. Вводный автомат для подачи питания в частный дом обычно имеет ток срабатывания 50 А или 63 А.

Какие еще параметры важны при выборе

Количество полюсов

Для простоты восприятия, вынесем за скобки трехфазные выключатели. Выбираем между 1 и 2 полюсными конструкциями. С точки зрения Правил устройства электроустановок (ПУЭ), разницы нет. Но те же правила подразумевают качественную организацию заземления или зануления. А если возникнет проблема с появлением фазы на нуле (к сожалению, в старом жилом фонде это реально), то лучше будет полностью отключить вашу квартиру от линий электропередач. Поэтому, если вы можете выбрать какой вводной автомат устанавливать — возьмите двухполюсный.

Важно: такое подключение целесообразно для системы заземления TN-S. Если у вас в доме организована схема TN-C, можно устанавливать однополюсный автомат.

Время — токовая характеристика

Существуют разные типы кривых времятоковых характеристик, обозначаются они латинскими буквами: A, B, C, D… Начиная с A и далее происходит постепенное загрубление чувствительности устройства. Например, тип «B» означает срабатывание электромагнитного расцепителя при 3–4 кратном превышении тока, тип «C» при 5–7 кратном, «D» при 10-ти кратном. Тепловой расцепитель будет срабатывать одинаковым образом у разных типов времятоковых характеристик.

Более точные данные всегда необходимо получать из документации производителя на каждое конкретное изделие, например, для вводных автоматов BA47-29 характеристики срабатывания следующие:

Пример графиков для BA47-29 с характеристиками (типами) B, C, D приведены ниже на картинке, зависимости для других типов можно найти на официальных сайтах производителей.

Выбор того или иного типа обусловлен видом подключаемой нагрузки, а точнее ее способностью потреблять ток скачкообразно. Например, у двигателей пусковой ток превышает номинальный в несколько раз, и в зависимости от их разновидностей могут применяться устройства типа «C» или «D». Тип «B» рекомендован при нагрузках, не имеющих значительных пусковых токов.

Также, использование типов с уменьшенной чувствительностью срабатывания имеет смысл для увеличения вероятности срабатывания нижестоящих групп автоматических выключателей.

Номинальный ток

Основная характеристика, по которой и происходит, в основном, выбор устройства. Тем не менее, как мы убедились в предыдущем разделе, необходимо учитывать и времятоковую характеристику, так как реальный ток срабатывания зависит одновременно как от номинального тока, так и от типа характеристики. В ранее приведенных таблицах номинальный ток обозначен как In. Теоретически, при отсутствии пусковых токов, нагрузка, потребляющая ток, равный номинальному не должна приводить к срабатыванию (отключению) устройства.

Способ крепления

На сегодняшний день, альтернативы нет. Это выключатели, которые устанавливаются на DIN рейку. Никакого прямого прикручивания на стену или корпус щитка. Только монтаж на DIN фиксаторы. Однако, при использовании специальных аксессуаров возможны и другие типы крепления.

Прибор может быть в отдельном корпусе, или установлен в общий щит — это неважно. Главное, обеспечить свободный доступ для владельца. Важный момент: опломбировка вводного автомата. Есть множество способов ограничить доступ к контактам (для исключения несанкционированного подключения). Можно установить заглушки на отверстия для затяжки винтов на контактах.

Или просто поставить пломбы на крышки, закрывающие контактные группы.Главное, чтобы после опломбирования можно было беспрепятственно включать и выключать энергоснабжения.

Что по этому поводу думает энергосбыт

Допустим, вы организовали образцовую электропроводку в доме, рассчитали с точностью до ампера каждого потребителя, и хотите получить на входе определенную нагрузку по току. А при обращении к энергетикам, вы получили отказ. Следует знать, что компанию энергосбыта не интересует, какой вводной автомат выбираете вы. У них есть лимиты на подводящую электрическую линию, или ближайшую трансформаторную подстанцию. И превысить эти нормативы никто не имеет права: иначе не будет возможности подключать следующих желающих, или вся линия будет работать в режиме постоянных перегрузок.

Поэтому перед тем, как планировать схему энергоснабжения своего жилища, посетите организацию, которая будет поставлять вам электричество.

Вы хотите изменить параметры вводного выключателя (если его выбивает)

Одна из причин — у вас постоянно выбивает вводной автомат одновременно с внутренним, в распределительном щитке. Причем раньше этого не было. Почему так происходит? На домашнем щитке есть выключатели с аналогичным значением по максимальной силе тока. Например, у вас в подъезде стоял керамический предохранитель на 25 А (дома старой постройки). После ремонта его заменили на современный автомат 20 А. И распределительные выключатели в квартире имеют такой же номинал. Казалось бы, проще заменить автомат на входе, и все встанет на свои места. Однако это чревато штрафом от энергоснабжающей компании.

Придется переделывать домашний щиток, и устанавливать групповые автоматы с меньшим значением.

Схема включения вводного автомата

Помимо основной задачи (обеспечение электробезопасности), входной выключатель предназначен для отключения потребителя от энергоснабжения для проведения работ. Например, обслуживание прибора учета. Поэтому, в большинстве случаев автомат устанавливается перед электросчетчиком.

Это зона ответственности электриков, сюда хозяин квартиры (домовладения) не имеет права вмешиваться. Для многоквартирных домов — это подъездный щит, для частного дома — столб, забор, или наружная стена домовладения. Такая схема применяется на 90%!о(MISSING)бъектов жилого фонда. Между опломбированным вводным автоматом, и прибором учета (на котором также стоят пломбы), доступа для несанкционированного подключения нет. Это сделано для предотвращения незаконного отбора электроэнергии. Многие домовладельцы устанавливают дублирующий вводной автомат, для удобства обслуживания и ремонта распределительного щитка. Он подключается между счетчиком энергии и групповыми автоматами, и монтируется внутри щитка квартиры (домовладения).

Как правильно подобрать автомат дублер?

Оптимальное решение — сила тока защиты должна быть меньше, чем на вводном устройстве, и больше, чем в групповых выключателях. Например, на входе установлен автомат на 32 А, а групповые автоматы на 20 А. Значит дублер должен срабатывать при токе нагрузки 25 А. Если такого соотношения невозможно добиться, токовая отсечка дублера должна соответствовать вводному автомату. В этом случае он просто выполняет роль размыкающего устройства (для проведения работ). А при аварийной ситуации — он будет срабатывать одновременно с входным устройством.

Видео по теме

Источник: ProFazu.ru

Двухполюсный автомат ввода – стандартное решение для типовых квартир

При перепадах напряжения и с целью защиты собственного жилища в настоящее время для однофазной сети используют вводной автомат на 25А, 32А либо 50А. По своей сути двухполюсник – так ещё называют двухполюсный автомат – представляет собой конструкцию двух объединенных между собой однополюсных автоматов, имеющих единый рычаг отключения и общую блокировку между механизмами отключения. Почему у него такая конструкция? Дело в том, что Правила электрических установок, которыми руководствуются при работе с электроэнергией, запрещают разрыв нулевого провода. Двухполюсники монтируются и на фазу, и на ноль, а при срабатывании происходит полное обесточивание.

Важно! Запрещена установка двух однополюсных вводных устройств вместо одного двухполюсника.

Двухполюсный автомат – это, по сути, два объединенных между собой однополюсных с единым рычагом отключения

Двухполюсные автоматы применяют при замене проводки в старом жилом фонде. Там, как правило, идет двухпроводная электропроводка, состоящая из фазы и нуля. Заземление в ней отсутствует. В новом жилищном фонде также распространена установка двухполюсников для отключения всей квартиры. Дело в том, что по причине низкой квалификации электриков или при самостоятельной установке вводного автомата существует вероятность неправильного подключения ввода. Иногда провода могут быть перепутаны, что не исключает поражения электрическим током при отключении лишь автомата, идущего на определенную линию проводки в квартире. С применением двухполюсника такой вариант отпадает.

Подключение двухполюсного устройства ввода происходит путем подачи на него фазы, которая от него отходит на счетчик, а затем на устройство защитного отключения. После этого фаза распределяется на установленные автоматические выключатели. Нейтральный провод подключается на второй полюс, затем заходит на счетчик, после чего идет на УЗО каждой отдельной линии. Заземление идет напрямую к шине РЕ (Protect Earth), а затем уже на точки, установленные в квартире. К двухполюснику он никак не подключается. При таком подключении вводной автомат будет срабатывать не только при проблемах на линии ввода, но и в случае проблем на отдельно взятой линии в квартирной проводке, если автомат, стоящий на ней, по каким-то причинам вышел из строя.

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:

B — срабатывает при превышении номинального тока в 3-5 раз;
C — если он превышен в 5-10 раз;
D — если больше в 10-20 раз.
Класс автомата или тока отсечки

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.

Квартирный щиток. Замена автоматов и установка УЗО

Квартирный щиток, как заменить автоматы и установить в квартирном щитке УЗО? В предыдущей статье я заменил в квартирном щитке счетчик СО-505 на счетчик Меркурий 201. Теперь нужно заменить автоматы и установить УЗО в квартирный щиток, сделать это необходимо по нескольким причинам. Ниже на фото показан квартирный щиток и схема щитка от застройщика на момент сдачи дома.

Зачем надо менять в квартирном щитке автоматы и установливать УЗО?Потому что квартирный щиток собран застройщиком с грубыми нарушениями, а именно:

во-первых — сечение вводного провода ППВ (в простонародье называемого «лапшой»), который с этажного щитка приходит в квартирный щиток, составляет 4 кв.мм.

и на такой провод для его защиты, устанавливается вводной автомат на 25А не более, а застройщик поставил в квартирный щиток вводной автомат на 40А, т.е. получается, что в случае высокой нагрузки в квартире, наш вводной провод расплавится, а автомат на 40А не отключится.

Поэтому в квартирный щиток необходимо установить вводной автомат на 25А для защиты провода ППВ 4 кв.мм.;

во-вторых — отходящие автоматы в квартирном щитке установлены на 25А, что также является грубым нарушением.

Потому что все бытовые розетки рассчитаны на ток не более 16А, да и то, если эти розетки от качественных производителей, а если Турция или Китай, то там и 16А не будет.

Свет и розетки в квартире подключены проводом ППВ 3х2,5, один провод от автомата 25А в квартирном щитке идет и на свет и на розетки. Установим в квартирный щиток автоматы с номинальным током 16А, чтобы не расплавились наши розетки;

в третьих — выкинем все китайские автоматы IEK, и установим в квартирный щиток более надежные автоматы ABB «домашней» серии SH 200;

в четвертых — установим в квартирный щиток УЗО от ABB «домашней» серии FH 202 с номинальным током на 40А, на ступень выше, чем вводной автомат на 25А. УЗО у известных брендов ABB, Schneider Electric, Legrand на 32А не бывает.

Отмечу, что в этажном щитке УЗО 50А с током утечки в 30 мА у нас было установлено, но опять же — это Sassin из Китая, которому не стоит доверять свою жизнь.

Но убирать мы китайское УЗО в этажном щитке не будем, оставим его в качестве дополнительной дифзащиты.

Т.к. в квартирный щиток мы добавляем УЗО, то схема квартирного щитка относительно первоначальной схемы щитка от застройщика поменяется.

Квартирный щиток. Схема.

Приступим к замене автоматов и УЗО в квартирном щитке. Первое, что нужно сделать — это отключить вводной автомат и УЗО в этажном щитке.

Затем откручиваем металлическую панель (пластрон) в квартирном щитке и «помечаем» изолентой провода, синей — рабочий ноль N , желто-зеленой — защитный PE, фазный провод не трогаем, он у нас остается белым. Можно нанести маркировку и обычной ручкой или маркером, но нужно осторожнее обращаться с проводами, чтобы не затереть надписи.

Провода у нас все белые (застройщик, как обычно это бывает, экономит на всём) и легко перепутать или забыть, где в квартирном щитке у нас фаза, где ноль, а где защитный проводник.

После этого можно открутить провода из автоматов. Нулевой рабочий и защитный проводники отходящих линий в квартиру можно и не трогать, т.к. автоматы у нас будут однополюсные. Первым в квартирный щиток устанавливаем на дин-рейку и подключаем вводной автомат ABB на 25А. Провод ППВ 4 кв.мм. у нас моножильный, поэтому обжимать его втулочным наконечником НШВИ не нужно.

Далее в квартирный щиток устанавливаем и подключаем согласно схемы УЗО ABB на 40А с током утечки 30 мА. УЗО в квартирном щитке подключаем многопроволочным проводом ПВ-3, концы которого обжаты втулочными наконечниками НШВИ серого цвета для 4 кв.мм.

Устанавливаем на дин-рейку в квартирный щиток однополюсные (одномодульные) автоматы ABB SH 201 на 16А

Однополюсные автоматы в квартирном щитке подключим гребенкой, которая у нас осталась после демонтажа автоматов IEK.

Следует обратить внимание, чтобы гребенка подходила, т.к. бывает, что автоматы и гребенки от разных автоматов плохо стыкуются между собой.

Гребенка установлена не совсем ровно, т.к. фото было сделано, еще до затяжки контактов автоматов.

Подключаем фазные провода, отходящих линий к однополюсным автоматам в квартирном щитке.

Проверяем затяжку контактов автоматов и УЗО. Подаем напряжение в квартирный щиток включив УЗО в этажном щитке. Включаем вводной автомат 25А, проверяем работу УЗО нажатием кнопки «ТЕСТ», оно должно отключиться. Далее подаем напряжение потребителям в квартире, включив однополюсные автоматы.

Если все у нас работает, свет горит, значит закрываем автоматы и УЗО в квартирном щитке металлической панелью и наклеиваем в квартирный щиток обозначения автоматов и УЗО.

Ну вот собственно и всё, мы установили и подключили в квартирный щиток автоматы и УЗО ABB. Думаю, что каждому необходимо провести ревизию квартирного и этажного щитков, и при необходимости устранить ошибки, ведь от этого зависит прежде всего электробезопасность вашей семьи, дома или квартиры.

Спасибо за внимание.

Запись опубликована в рубрике Электрика с метками Автоматы, УЗО. Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Источник: https://elektroschyt.ru/kvartirnyj-shhitok/

Источники:

https://samelectrik.ru/6-vazhnyx-kriteriev-vybora-avtomaticheskogo-vyklyuchatelya.html
https://electricvdome.ru/avtomaticheskie-vikluchateli/raschet-avtomaticheskogo-vyklyuchatelya.html
https://derevyannie-doma.com/instruktsii/avtomat-vvodnoy-osobennosti-vybora-vvodnogo-avtomata.html
http://obustroen.ru/inghenernye-sistemy/elektrichestvo/elektroschetchiki/vvodnoj-avtomat.html
https://stroychik.ru/elektrika/vybor-avtomata
http://stroim42.ru/2018/09/07/какой-вводной-автомат-поставить-на-кв/

Пример расчета для электрощитка / Хабр

Домашняя электросеть Part Deux

В этой статье я хочу привести пример выбора оборудования для щитка в квартире, условное продолжение

предыдущей статьи

(некоторые теоретические моменты были там рассказаны более полно). Потому такой подзаголовок.

Исходные данные

Так как есть, по сути, множество возможных условий, то здесь я введу ряд ограничений, чтобы пример был более конкретный. Кому-то может повезти больше, кому-то меньше, но такова жизнь.

Итак, имеется однофазное электроснабжение, в щитке установлен счетчик с номинальным током 50 А. Энергокомпания разрешает максимальную мощность входного устройства с защитой от перегрузок 40 А. Вся проводка меняется полностью. Заменить проводку можно от исходных клемм счетчика (для этого следует вызывать монтера для снятия пломб). Если дом нормально спроектирован и построен, то уже от счетчика до щитка проложено что-то нормальное, вроде 4 мм² меди.

Как и в предыдущей статье, я исхожу из напряжения согласно нормам МЭК в 230 В.

Потребление

Важно определить, что будет потреблять и какие токи могут ожидаться. Для этого нужно составить список потребителей с их максимальным потреблением для определения сечения кабеля. Нужно понимать, что максимальная мощность подключения в приведенном выше случае составит всего 9200 Вт, потому одновременно включать все в электроплите (от 8800 до 10200 Вт) и потом еще утюг (до 2400 Вт) и пылесос (900-2000 Вт) не стоит. Здесь необходимо соблюдать баланс между удобством и возможностью и чем-то жертвовать.

В принципе нужно понимать, что как работает и с какой мощностью. Та же стиральная машина потребляет полную мощность первые 15-20 минут, пока идет нагрев воды и полоскание с порошком, далее мощность составляет 10-15% от заданной в паспорте. Так как это все очень индивидуально, то примем следующее для дальнейших расчетов крупных потребителей (из собственного опыта):

стиральная машина 2300 Вт (загрузка 6 кг, новые модели)

плита 9200 Вт

электрочайник 2000 Вт

утюг 2400 Вт

пылесос 1600 Вт

Это было то, что касалось нагрузки. Теперь перейдем к токам короткого замыкания.

Токи короткого замыкания

Щиток

Как я упоминал в предыдущей статье, расчет покажет какую-то величину, которая в реальной жизни малоприменима, особенно, если сети, к которым подключен дом, уже не новые. В любом случае для получения данных, от которых можно отталкиваться для расчета, являются измерения. Существуют специальные устройства, которые по сути своей включаются в розетку и измеряют сопротивление сети до этой точки. Также устройство показывает расчетное значение тока короткого замыкания в месте измерения, но данную величину можно всего лишь использовать для общей оценки, так как она высчитывается исходя из текущих параметров (например, напряжения в сети). Потому за основу следует брать только измеренное сопротивление.

Само же измерение также не является окончательным ответом, так как токи короткого могут изменяться вследствие модификаций в сети, вроде ремонтов или замен оборудования, или изменения режимов в сетях среднего напряжения. Потому измеренной значение следует «ухудшить», чтобы гарантировать защиту даже на потом.

Есть ряд факторов, которые можно учесть, пересчитав измеренную величину.

Во-первых, измерение проходит в нормальных условиях, а при коротком замыкании провода разогреваются и из-за этого увеличивается их электрическое сопротивление.

Во-вторых, есть погрешность измерений самого прибора, которая в отдельных случаях могут быть до 30%.

В-третьих, влияние сети среднего напряжения. Максимальное изменение токов короткого замыкания в сети низкого напряжения из-за изменений в сети среднего напряжения составляет 10-12%.

Все эти факторы приводят к тому, что измеренное значение сопротивления следует увеличить в 1,6-1,7 раз.

Допустим, прибор показал величину 0,74 Ом и ток короткого замыкания 308 А при подключении на входных клеммах нашего щитка. Цифра довольно большая, теперь пересчитаем для худшего варианта.

Корректируем сопротивление сети:

Далее, считаем согласно МЭК 60038 минимальный ток короткого замыкания для сети до 1000В с изменением напряжения плюс-минус 10%

Как видно, минимальный возможный ток короткого замыкания почти в 2 раза меньше расчетного.

Примечание

Для обычного бытового потребителя важен именно минимальный ток, так как для него время отключения критично. Если отключит минимальный, то максимальный проблем не составит.

Конечные потребители

Итак, у нас есть ток короткого замыкания на входе в щиток. Но встраиваемое там оборудование должно защищать провода по всей их длине, а не только возле щитка. Дальше есть два варианта: измерение или расчет. Так как я исхожу из полной замены проводки, то и токи короткого можно высчитать. В случае, если меняется щиток и только часть проводки, то советуют провести измерения и расчеты, как указано выше.

Итак, расчет. Имеет смысл его проводить перед началом работ и покупки проводов для оценки параметров в любом случае. Как исходные величины для сопротивлений возьмем максимальные допустимые величины сопротивлений из тех же стандартов МЭК (ниже приведены данные только по меди):

Сечение, мм²	Сопротивление, Ом/км
1,5	12,2
2,5	7,56
4	4,70
6	3,11

Далее расчет. Примем следующее: до нашей розетки нужно проложить 50 м кабеля от щитка. Допустим, что мы выбираем кабель сечением 2,5 мм² с сопротивлением 12,2 Ом/км.

Сопротивление сети в точке подключения данной розетки составит:

Здесь есть несколько моментов, которые важно отметить. Сопротивление кабеля следует умножать на 2, так как сопротивление имеет два проводниках в проводе, и, хотя измеренное сопротивление является комплексной величиной, для расчета можно пренебречь реактивной составляющей. Также величины приведены в Ом/км в таблице, потому требуется пересчет в метры.

С помощью ранее приведенной формулы высчитываем минимальный ток короткого замыкания:

И из этого результата видно, что для гарантированного отключения нужно брать максимум С-автомат на 8 А или В-автомат на 16А.

Интересный факт

Стандартными являются выключатели на 10 и 16 А (в общем-то неважно, какой тип). И если брать автоматы на 8 или меньше ампер, то может оказаться, что их цена в 1,5-2 раза выше. Это следует учитывать при планировании, так как исключить поломку выключателя нельзя, а искать потом тот же С4А на замену может быть дорого и банально сложно из-за их редкости. У некоторых производителей есть автоматы на 13А, но тут тяжело говорить о ценовой политике, кто-то делает, как и 10А, кто-то дороже.

Здесь важно вновь отметить –

автоматы защищают только кабель, они не защищают от короткого замыкания то, что подключено в розетку

Какие главные недостатки такого расчета? Мы не учитываем сопротивления клемм, например, или сопротивление устройств защиты. Их сопротивление маленькое, и в принципе добавив 0,1-0,15 Ом к расчету можно скомпенсировать эту неточность ( в примере выше ток короткого будет 83А, что для данного случая роли уже не играет).

К сожалению реальны случаи (в постсоветском пространстве, по крайней мере), когда покупаешь кабель, а его реальное сечение меньше, чем написанное (например, 2,1 вместо 2,5 мм²). И если на одножильном проводе это еще проверить можно (штангенциркулем, например), то для многожильного провода можно забыть об этом. Здесь поможет только измерение.

Кабель продается большими отрезками, можно увечить длину, соединив последовательно все проводники. Так можно будет измерить и высчитать реальное сопротивление провода и в дальнейшем использовать эту величину для расчета и выбора автоматов.

Подбор устройств защиты по токам короткого и нагрузке

Вначале выполним расчет для подключения ряда потребителей, чтобы пример был более конкретный и начнем от более крупных потребителей к более мелким:

Электроплита

Проложен медный кабель 6 мм², от щитка до розетки 15 метров.

Ток короткого замыкания:

Возможен В-автомат на 32А или С-автомат на 16А (для плиты вполне нормально подойдет В-автомат, да 16А С-автомат маловат). Как я ранее писал, полная мощность плиты 9200 Вт, что означает 40А. Так как максимально возможный автомат 32 А, то нужно исходить из того, что все сразу включать нельзя. Что именно – зависит от потребления. В принципе для некоторых плит комбинация 2 конфорки и духовка дает 25 А, можно и так сделать.

Стиральная машина

Проложен кабель 2,5 мм², от щитка до розетки 30 метров.

Ток короткого замыкания:

Так как в машинке встроен электромотор, стоит выбрать С-автомат, в данном случае С10А.

Электрочайник

Проложен кабель 2,5 мм², от щитка до розетки 20 метров.

Ток короткого замыкания:

Так как электрочайник обычно не один там включен (это кухня), то здесь бы я советовал выбрать что-то вроде В16А-В20А.

Прочие электроприборы

Здесь речь идет в первую очередь об утюге или пылесосе (из упомянутых мною ранее крупных потребителей). В принципе их могут включить в любую розетку, потому в общем случае достаточно посчитать ток для самой отдаленной розетки (пример выше с 88,2 А и В16А именно тот случай). Если не выходит – нужно брать большее сечение, сделать надписи на розетках и предусмотреть специальные розетки для того же утюга (у пылесосов провода бывают достаточно длинные).

С одной стороны можно подобрать автомат под каждую розетку, с другой – иногда хочется унификации, да и проще при покупке кабелей и выключателей, здесь каждый решает для себя сам.

Для освещения расчет аналогичный, но тут чаще используется провод сечением 1,5 мм², так как клеммы в комплекте могут подходить для многожильного 2,5 мм² и то со скрипом. Но там и не такие большие токи, особенно если речь о светодиодном освещении.

Дополнение на основе комментариев от 27.11.18

Речь идет исключительно об осветительных приборах и их питании. В данном случае физически может быть так плохо спроектирован светильник, что туда 2,5 мм² просто не влезут по причине недостаточного места для нормального сгибания провода (я сам с таким сталкивался).

Выключатель в таком случае следует также выбирать по токам короткого замыкания, так как сопротивление проводника будет больше, то и токи короткого выйдут меньше, а значит и выключатель потребуется меньшего тока (В10А вместо В16А, например).

Координация устройств в щитке

Итак, есть следующие важные данные:

Вводное устройство максимум 40А

Ток короткого замыкания в щитке 173,7 А

Электроплита – максимум В32А

Стиральная машина – С10А

Розетки – В16А

Остальные устройства на данный момент не важны.

Итак, в первую очередь выберем вводное устройство. Для начала возьмем несколько различных типов выключателей на 40А (здесь и далее будет использоваться программа Siemens Simaris Curves, детальнее про программы я написал в конце статьи) и рассмотрим ситуацию для системы заземления TN.

На этом графике представлены ток короткого замыкания на входе в щиток и кривые выключателей типов В, С и Е. Последний еще известен, как «селективный автоматический выключатель» (селективный к ниже расположенным выключателям, так как отключает даже большие токи короткого с задержкой во времени). В данной системе (TN) время 0,4 секунды определяется для кабелей к розеткам, в то время как для распределительной сети (чем является сеть между вводным выключателем и выключателями на отдельные ветви) это время составляет 5 секунд. Во всех случаях время отключения слишком высокое, а именно более 5 секунд.

Маленькое напоминание

Временно-токовый график выключателя и предохранителя (в примере ниже рассмотрен выключатель) имеет 3 зоны: в зоне 1 он не должен срабатывать, в зоне 2 — должен сработать обязательно, зона 3 — допуск по нормам, «серая зона»:

Решением в данном случае может стать использование разъединителя с плавкой вставкой. По сути обычный плавкий предохранитель, но с внешним видом, как автоматический выключатель.

Выглядит следующим образом:

Взял для примера первую попавшуюся картинку из интернета, разъединитель от Hager со встраиваемыми предохранителями типа D02 («пробки»). На нем написано 63А, но так как типоразмер одинаковый, то в этот разъединитель можно установить любой предохранитель D02.

Итак, временно-токовая характеристика выглядит следующим образом (gG обозначает плавкий предохранитель общего назначения):

Максимальное время отключения 3,2 секунды, что соответствует нормам. Теперь посмотрим по селективности ниже, а именно сравним с В32, В16 и С10 с соответствующими, рассчитанными выше токами. Вначале В32 и плавкий предохранитель:

Здесь все хорошо, из графика явно видно время срабатывания каждого из защитных устройств. Естественно, что ситуация для маленьких выключателей будет лучше:

В16 и предохранитель

С10 и предохранитель

В целом существуют для каждого производителя таблицы селективности устройств защиты, например, как приведенная ниже.

Маленькая таблица для выключателей с характеристикой В, большая — С. Синим выделен номинальный ток выключателя, черный на светлом фоне — граничный ток селективности. Обе таблицы представляют селективность автоматических выключателей от Siemens к его же плавкому предохранителю 40А. Недостаток подобных таблиц — проверить все комбинации очень сложно, потому некоторые случаи даже не рассмотрены, хотя и не исключена селективность.

Ситуация для системы заземления ТТ

В данной ситуации отключение в распределительной сети должно произойти за 1 секунду, у конечных потребителей — за 0,2 секунды (исторически сложились такие величины). И если мы примем, что токи короткого замыкания соответствуют рассмотренным ранее, то потребители будут отключены вовремя (время срабатывания выключателя до 0,1 секунды), то для вводного устройства ситуация похуже. Тот же плавкий предохранитель на 40А сработает за целых 3,2 секунды. В общем нужно идти вниз по номиналу:

Как видно, предохранитель даже на 32А не отвечает нормам по времени отключения, но все устройства на 25А можно использовать. В данном случае имеет смысл остановиться на селективном выключателе и в целом получиться следующая картинка:

Автоматы В16А и С10А селективны, В20А — только для случая короткого замыкания, но не в случае длительной работы. Последнее в принципе можно применить, нужно только помнить, что если выбило селективный выключатель, то вполне могла быть проблема на нагрузке за В20А.

Дополнительная информация

Устройство дифференциального тока УДТ

Согласно рекомендации норм отдельные УДТ стоит ставить к каждому устройству защиты от токов короткого замыкания и перегрузок. Обязательными по требованию норм являются розетки, особенно там, где есть контакт электроприборов с водой или где высокая влажность.

Рекомендованы автоматические выключатели, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока (дифференциальные автоматы, RCBO), как универсальное и компактное решение. Хотя цена на них выше, чем на комбинацию выключатель+УДТ. Также существует обоснованное требования применения подобных устройств в ТТ-системах. Причина такого для ТТ-систем в том, что есть одна особенность замыканий по сравнению с TN-системами. Так как в случае ТТ-системы заземление выполняется не от источника питания, а в месторасположении потребителя, то фактически ток замыкания между фазой и корпусом может (и чаще всего бывает) меньше, чем между фазой и нейтралью (в TN-системах эти величины практически идентичны). Фактически это очень большой дифференциальный ток, но иногда недостаточно большой, чтобы сработал выключатель, но вполне достигающих величин, слишком высоких для простого УДТ.

Примечание. УДТ ранее в нормах называлось УЗО, согласно МЭК правильное название устройство дифференциального тока.

Размер щитка

Актуально для тех, у кого в квартире (энергокомпания может требовать основной выключатель возле счетчика, но иногда им все равно, тогда можно все дома держать). Здесь не нужно экономить место. Лучше взять щиток, который будет полупустой, но с ним будет и удобнее работать и всегда будет возможность для расширения.

Программы

Известные мне программы я привел ниже. Единственный естественный недостаток – использование исключительно собственного оборудования для сетей низкого напряжения. Все приведенные ниже программы бесплатны, но иногда требуют бесплатной регистрации для скачивания или первого запуска. Расположены они в порядке личных предпочтений.

Siemens Simaris Curves – использованная выше программа, уже много лет неизменная, хотя сравнение той же ограничивающей функции можно и улучшить (тут много нужно делать вручную).

ABB Curves – последнее время сильно улучшилась, количество функций выше, чем у предыдущей программы, но иногда немного заморочена. Также есть возможность использовать плавкие предохранители по МЭК для сравнения, не только собственные, пусть и довольно ограничено.

Eaton CurveSelect – Excel-файл с кривыми срабатывания защит. Увы, только с кривыми обязательного срабатывания, но не минимальных, потому применимость довольно ограничена в вопросе селективности.

Онлайн-ресурс от Schneider Electric не работает под Мозиллой, в целом не очень удобная. Здесь вставил ссылку, так как ее очень сложно найти и чаще перебрасывает на неработающую нынче отдельную программу.

Ссылки

Расчет электроэнергии | Закон Ома

Изучите формулу силы

Мы видели формулу для определения мощности в электрической цепи: умножая напряжение в «вольтах» на силу тока в «амперах», мы получаем ответ в «ваттах». Давайте применим это к примеру схемы:

Как использовать закон Ома для определения силы тока

В приведенной выше схеме мы знаем, что у нас есть напряжение батареи 18 вольт и сопротивление лампы 3 Ом.Используя закон Ома для определения тока, получаем:

Теперь, когда мы знаем ток, мы можем взять это значение и умножить его на напряжение, чтобы определить мощность:

Это говорит нам о том, что лампа рассеивает (высвобождает) 108 ватт мощности, скорее всего, в виде света и тепла.

Увеличение напряжения батареи

Давайте попробуем взять ту же схему и увеличить напряжение батареи, чтобы посмотреть, что произойдет.Интуиция должна подсказывать нам, что ток цепи будет увеличиваться по мере увеличения напряжения, а сопротивление лампы останется прежним. Точно так же увеличится и мощность:

Теперь напряжение аккумулятора составляет 36 вольт вместо 18 вольт. Лампа по-прежнему обеспечивает электрическое сопротивление 3 Ом потоку тока. Текущий сейчас:

Это понятно: если I = E/R, и мы удваиваем E, а R остается прежним, ток должен удвоиться.Действительно, имеет: у нас теперь 12 ампер тока вместо 6. А что с мощностью?

Что влияет на питание повышение напряжения батареи?

Обратите внимание, что мощность увеличилась, как мы и подозревали, но она увеличилась немного больше, чем ток. Почему это? Поскольку мощность является функцией напряжения, умноженного на ток, а и , и напряжение, и ток удваиваются по сравнению с их предыдущими значениями, мощность увеличится в 2 x 2 раза, или в 4 раза.

Вы можете проверить это, разделив 432 ватта на 108 ватт и увидев, что соотношение между ними действительно равно 4. Снова используя алгебру для манипулирования формулой, мы можем взять нашу исходную формулу мощности и изменить ее для приложений, где мы не знаем оба напряжение и ток: если мы знаем только напряжение (E) и сопротивление (R):

Если мы знаем только ток (I) и сопротивление (R):

Закон Джоуля против.Закон Ома

Историческая справка: именно Джеймс Прескотт Джоуль, а не Георг Саймон Ом, первым обнаружил математическую связь между рассеиваемой мощностью и током через сопротивление. Это открытие, опубликованное в 1841 году, соответствовало форме последнего уравнения (P = I ² R) и известно как закон Джоуля.

Однако эти уравнения мощности так часто ассоциируются с уравнениями закона Ома, связывающими напряжение, ток и сопротивление (E=IR ; I=E/R ; и R=E/I), что их часто приписывают Ому.

ОБЗОР:

Мощность измеряется в Вт , обозначается буквой «Вт».
Закон Джоуля: P = I ² R ; Р = ИЭ; Р = Е ² /Р

СВЯЗАННЫЕ РАБОЧИЕ ЛИСТЫ:

Попробуйте наш калькулятор закона Ома в разделе «Инструменты».

Трехфазный ток — простой расчет

Расчет силы тока в трехфазной системе обсуждался на нашем сайте, и я время от времени участвую в нем.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 (пф):

который также может быть выражен 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:

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 соотношением:

или как вариант:
чтобы лучше понять это или получить больше информации, вы можете прочитать сообщение «Введение в трехфазную электроэнергию»
.

Для меня самый простой способ решения трехфазных задач — это 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 линейное напряжение 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, чтобы преобразовать его в Вт. Для трехфазной системы умножьте ее на три, чтобы получить общую мощность.

Личная 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.

Использование формул

Вывод формулы — пример

Сбалансированная трехфазная система с общей мощностью P (Вт), коэффициентом мощности пф и линейным напряжением В _LL

Преобразование в однофазную задачу:
P1ph=P3

Полная мощность одной фазы S _{1 фаза} (ВА):
S1ph=P1phpf=P3×pf

Фазный ток I (A) — полная мощность одной фазы, деленная на напряжение между фазой и нейтралью (при заданных В _LN = В _LL / √3):
I=S1phVLN=P3× pf3VLL

Упрощение (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 системы

Вышеупомянутое 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 несбалансированными 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.

Сетевой анализ не является целью этой заметки. Если вас интересует введение, вы можете просмотреть нашу публикацию: Теория сетей — введение и обзор

Эффективность и реактивная мощность

Другие вещи, 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).

Сводка

Если вспомнить, что трехфазная мощность (кВт или кВА) просто в три раза больше однофазной, можно упростить любую трехфазную задачу. 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.

Мощность

Количественная работа связана с силой, вызывающей перемещение. Работа не имеет ничего общего с количеством времени, в течение которого эта сила действует, вызывая смещение. Иногда работа выполняется очень быстро, а иногда работа выполняется довольно медленно.Например, скалолазу требуется аномально много времени, чтобы поднять свое тело на несколько метров вверх по склону утеса. С другой стороны, турист (который выбирает более легкий путь в гору) может поднять свое тело на несколько метров за короткий промежуток времени. Два человека могут выполнить один и тот же объем работы, но турист сделает ее за значительно меньшее время, чем скалолаз. Величина, связанная со скоростью, с которой выполняется определенный объем работы, называется мощностью. рейтинг мощности у туриста выше, чем у скалолаза.

Мощность – это скорость выполнения работы. Это соотношение работа/время. Математически это вычисляется с использованием следующего уравнения.

Мощность = Работа/время

или

P = Вт/т

Стандартной метрической единицей мощности является Вт . Как следует из уравнения мощности, единица мощности эквивалентна единице работы, деленной на единицу времени. Таким образом, ватт эквивалентен джоулю в секунду.По историческим причинам лошадиных сил иногда используются для описания мощности, выдаваемой машиной. Одна лошадиная сила эквивалентна примерно 750 Вт.

Большинство машин спроектированы и созданы для работы с объектами. Все машины обычно описываются номинальной мощностью. Номинальная мощность указывает скорость, с которой эта машина может работать с другими объектами. Таким образом, мощность машины — это отношение работы к времени для этой конкретной машины.Автомобильный двигатель является примером машины, которой присваивается номинальная мощность. Номинальная мощность относится к тому, насколько быстро автомобиль может разогнать автомобиль. Предположим, что двигатель мощностью 40 лошадиных сил может разогнать автомобиль с 0 до 60 миль/ч за 16 секунд. Если бы это было так, то автомобиль, мощность которого в четыре раза превышала бы мощность, мог бы выполнить тот же объем работы за четверть времени. То есть 160-сильный двигатель мог разогнать тот же автомобиль с 0 до 60 миль/ч за 4 секунды. Дело в том, что при одном и том же объеме работы мощность и время обратно пропорциональны.Уравнение мощности предполагает, что более мощный двигатель может выполнить тот же объем работы за меньшее время.

Человек также является машиной с номинальной мощностью . Некоторые люди обладают большей силой, чем другие. То есть некоторые люди способны выполнять тот же объем работы за меньшее время или больший объем работы за то же время. Обычная физическая лаборатория включает в себя быстрый подъем по лестнице и использование информации о массе, росте и времени для определения личной силы студента.Несмотря на диагональное движение по лестнице, часто предполагается, что горизонтальное движение является постоянным, и вся сила от ступеней используется для подъема ученика вверх с постоянной скоростью. Таким образом, вес ученика равен силе, совершающей работу над учеником, а высота лестницы — смещению вверх. Предположим, что Бен Пумпинирон поднимает свое 80-килограммовое тело по 2,0-метровой лестнице за 1,8 секунды. Если бы это было так, то мы могли бы вычислить номинальную мощность Бена .Можно предположить, что Бен должен приложить к лестнице направленную вниз силу в 800 ньютонов, чтобы поднять свое тело. При этом лестница будет толкать тело Бена вверх с достаточной силой, чтобы поднять его тело вверх по лестнице. Также можно предположить, что угол между силой лестницы, действующей на Бена, и смещением Бена равен 0 градусов. С этими двумя приближениями номинальная мощность Бена может быть определена, как показано ниже.

Мощность Бена составляет 871 Вт. Он вполне себе лошадей .

Еще одна формула силы

Мощность выражается работой/временем. А поскольку выражение для работы есть сила*смещение, выражение для мощности можно переписать как (сила*смещение)/время. Поскольку выражение для скорости есть перемещение/время, выражение для мощности можно еще раз переписать как сила*скорость. Это показано ниже.

Это новое уравнение для мощности показывает, что мощная машина одновременно мощная (большая сила) и быстрая (большая скорость).Мощный автомобильный двигатель силен и быстр. Мощная сельскохозяйственная техника надежна и быстра. Мощный тяжелоатлет силен и быстр. Сильный лайнсмен в футбольной команде силен и быстр. Машина , которая достаточно мощна, чтобы приложить большую силу, чтобы вызвать перемещение за небольшой промежуток времени (т. е. с большой скоростью), является мощной машиной.

Проверьте свое понимание

Используйте свое понимание работы и силы, чтобы ответить на следующие вопросы.Когда закончите, нажмите кнопку, чтобы просмотреть ответы.

1. Два студента-физика, Уилл Н. Эндэйбл и Бен Пампинирон, в зале тяжелой атлетики. Уилл поднимает над головой 100-фунтовую штангу 10 раз за одну минуту; Бен поднимает 100-фунтовую штангу над головой 10 раз за 10 секунд. Кто из учеников больше всего работает? ______________ Кто из учеников проявляет наибольшую силу? ______________ Объясните свои ответы.

2.Во время физической лаборатории Джек и Джилл взбежали на холм. Джек вдвое массивнее Джилл; однако Джилл преодолевает то же расстояние вдвое быстрее. Кто работал больше всех? ______________ Кто приложил больше всего усилий? ______________ Объясните свои ответы.

3. Усталая белка (массой около 1 кг) отжимается, прикладывая силу, чтобы поднять ее центр масс на 5 см, чтобы выполнить всего 0,50 Джоуля работы.Если усталая белка проделает всю эту работу за 2 секунды, то определите ее мощность.

4. Выполняя подтягивания , студент-физик поднимает свое тело массой 42,0 кг на расстояние 0,25 метра за 2 секунды. Какую силу развивают бицепсы студента?

5.Ежемесячный счет за электричество вашей семьи часто выражается в киловатт-часах. Один киловатт-час — это количество энергии, отдаваемое потоком 1 киловатт электроэнергии за один час. Используйте коэффициенты преобразования, чтобы показать, сколько джоулей энергии вы получаете, когда покупаете 1 киловатт-час электроэнергии.

6. Эскалатор используется для перемещения 20 пассажиров каждую минуту с первого этажа универмага на второй.Второй этаж расположен на 5,20 м выше первого этажа. Средняя масса пассажира 54,9 кг. Определить мощность эскалатора, необходимую для перемещения такого количества пассажиров за это время.

Измерение и анализ мощности электродвигателя

Билл Гатеридж, менеджер по продукции, приборы для измерения мощности, Yokogawa Corporation of America

Часть 1: Основные измерения электрической мощности

Электродвигатели представляют собой электромеханические машины, преобразующие электрическую энергию в механическую.Несмотря на различия в размерах и типах, все электродвигатели работают примерно одинаково: электрический ток, протекающий по проволочной катушке в магнитном поле, создает силу, которая вращает катушку, тем самым создавая крутящий момент.

Понимание производства электроэнергии, потерь мощности и различных типов измеряемой мощности может быть пугающим, поэтому давайте начнем с обзора основных измерений электрической и механической мощности.

Что такое сила? В самой простой форме мощность — это работа, выполняемая в течение определенного промежутка времени.В двигателе мощность передается в нагрузку путем преобразования электрической энергии в соответствии со следующими законами науки.

В электрических системах напряжение — это сила, необходимая для перемещения электронов. Ток — это скорость потока заряда в секунду через материал, к которому приложено определенное напряжение. Взяв напряжение и умножив его на соответствующий ток, можно определить мощность.

P = V * I, где мощность (P) в ваттах, напряжение (V) в вольтах и ток (I) в амперах

Ватт (Вт) — это единица мощности, определяемая как один джоуль в секунду.Для источника постоянного тока расчет представляет собой просто произведение напряжения на ток: W = V x A. Однако определение мощности в ваттах для источника переменного тока должно включать коэффициент мощности (PF), поэтому W = V x A x PF для переменного тока. системы.

Коэффициент мощности представляет собой безразмерное отношение в диапазоне от -1 до 1 и представляет собой количество реальной мощности, выполняющей работу при нагрузке. При коэффициентах мощности меньше единицы, что почти всегда имеет место, будут потери активной мощности. Это связано с тем, что напряжение и ток в цепи переменного тока имеют синусоидальный характер, при этом амплитуда тока и напряжения в цепи переменного тока постоянно меняются и обычно не идеально совпадают.

Поскольку мощность равна напряжению, умноженному на ток (P=V*I), мощность максимальна, когда напряжение и ток выстраиваются вместе, так что пики и нулевые точки на кривых напряжения и тока возникают в одно и то же время. Это типично для простой резистивной нагрузки. В этой ситуации две формы волны находятся «в фазе» друг с другом, и коэффициент мощности будет равен 1. Это редкий случай, поскольку почти все нагрузки не просто обладают идеальным сопротивлением.

Два сигнала называются «не в фазе» или «сдвинуты по фазе», если два сигнала не коррелируют от точки к точке.Это может быть вызвано индуктивными или нелинейными нагрузками. В этой ситуации коэффициент мощности будет меньше 1, и реальная мощность будет реализована меньше.

Из-за возможных колебаний тока и напряжения в цепях переменного тока мощность измеряется несколькими различными способами.

Реальная или истинная мощность — это фактическое количество энергии, используемой в цепи, и измеряется в ваттах. В цифровых анализаторах мощности используются методы оцифровки входных сигналов напряжения и тока для расчета истинной мощности в соответствии с методом, показанным на рис. 1.

В этом примере мгновенное напряжение умножается на мгновенный ток (I), а затем интегрируется за определенный период времени (t). Истинный расчет мощности будет работать для любого типа сигнала независимо от коэффициента мощности (рис. 2).

Гармоники создают дополнительную сложность. Несмотря на то, что электросеть номинально работает на частоте 60 Гц, существует много других частот или гармоник, которые потенциально могут существовать в цепи, а также может присутствовать составляющая постоянного или постоянного тока.Полная мощность рассчитывается путем рассмотрения и суммирования всего содержимого, включая гармоники.

Методы расчета, показанные на рис. 2, используются для обеспечения истинного измерения мощности и истинного среднеквадратичного значения сигнала любого типа, включая все гармоники, вплоть до полосы частот прибора.

Измерение мощности

Далее мы рассмотрим, как на самом деле измерить мощность в данной цепи. Ваттметр — это прибор, который использует напряжение и силу тока для определения мощности в ваттах.Теория Блонделя утверждает, что общая мощность измеряется как минимум на один ваттметр меньше, чем количество проводов. Например, в однофазной двухпроводной цепи будет использоваться один ваттметр с одним измерением напряжения и одним измерением тока.

Однофазная трехпроводная расщепленная система часто встречается в общедомовой разводке. Этим системам требуются два ваттметра для измерения мощности.

В большинстве промышленных двигателей используются трехфазные трехпроводные цепи, которые измеряются с помощью двух ваттметров.Точно так же три ваттметра потребуются для трехфазной четырехпроводной цепи, где четвертый провод является нейтральным.

На рис. 3 показана трехфазная трехпроводная система с нагрузкой, подключенной с использованием метода двух ваттметров для измерения. Измеряются два линейных напряжения и два связанных фазных тока (с помощью ваттметров Wa и Wc). Четыре измерения (линейный и фазный ток и напряжение) используются для достижения общего измерения.

Поскольку этот метод требует контроля только двух токов и двух напряжений вместо трех, упрощается установка и конфигурация проводки.Он также может точно измерять мощность в сбалансированной или несбалансированной системе. Его гибкость и недорогая установка делают его подходящим для производственных испытаний, в которых требуется измерение только мощности или нескольких других параметров.

Для инженерных и научно-исследовательских работ лучше всего подходит трехфазный трехпроводной метод с тремя ваттметрами, поскольку он дает дополнительную информацию, которую можно использовать для балансировки нагрузки и определения истинного коэффициента мощности. В этом методе используются все три напряжения и все три тока.Измеряются все три напряжения (от a до b, от b до c, от c до a), и контролируются все три тока.

Рис. 4. При проектировании двигателей и приводов важно учитывать все три значения напряжения и тока, что делает метод трех ваттметров, показанный на рисунке выше, лучшим выбором.

Измерение коэффициента мощности

При определении коэффициента мощности для синусоидальных волн коэффициент мощности равен косинусу угла между напряжением и током (Cos Ø). Он определяется как коэффициент мощности «смещения» и верен только для синусоидальных волн.Для всех других форм сигналов (несинусоидальных волн) коэффициент мощности определяется как реальная мощность в ваттах, деленная на кажущуюся мощность в амперах напряжения. Это называется «истинным» коэффициентом мощности и может использоваться для всех форм сигналов, как синусоидальных, так и несинусоидальных.

Однако, если нагрузка несбалансированная (фазные токи разные), это может привести к ошибке при расчете коэффициента мощности, поскольку при расчете используются только два измерения ВА. Два VA усредняются, потому что предполагается, что они равны; однако, если это не так, получается ошибочный результат.

Поэтому лучше всего использовать метод трех ваттметров для несбалансированных нагрузок, поскольку он обеспечивает правильный расчет коэффициента мощности как для сбалансированных, так и для несбалансированных нагрузок.

Анализаторы мощности

от Yokogawa и некоторых других компаний используют описанный выше метод, который называется методом разводки 3V-3A (три напряжения, три тока). Это лучший метод для проектирования и проектирования, поскольку он обеспечивает правильное измерение общего коэффициента мощности и ВА для симметричной или несимметричной трехпроводной системы.

Основные измерения механической мощности

В электродвигателе механическая мощность определяется как произведение скорости на крутящий момент. Механическая мощность обычно определяется как киловатты (кВт) или лошадиные силы (л.с.), где один ватт равен одному джоулю в секунду или одному ньютон-метру в секунду.

лошадиных сил — это работа, совершаемая в единицу времени. Одна л.с. равна 33 000 фунт-футам в минуту. Преобразование л.с. в ватты достигается с помощью соотношения: 1 л.с. = 745,69987 Вт.Однако преобразование часто упрощается за счет использования 746 Вт на л.с. (рис. 9).

Для асинхронных двигателей переменного тока фактическая скорость или скорость вращения ротора — это скорость, с которой вращается вал (ротор), обычно измеряемая с помощью тахометра. Синхронная скорость — это скорость вращения магнитного поля статора, рассчитанная как 120-кратная частота сети, деленная на количество полюсов в двигателе. Синхронная скорость — это теоретическая максимальная скорость двигателя, но ротор всегда будет вращаться немного медленнее, чем синхронная скорость из-за потерь, и эта разница скоростей определяется как скольжение.

Скольжение — это разница между скоростью вращения ротора и синхронной скоростью. Для определения процента скольжения используется простой процентный расчет синхронной скорости минус скорость ротора, деленная на синхронную скорость.

Эффективность может быть выражена в простейшей форме как отношение выходной мощности к общей входной мощности или эффективность = выходная мощность/входная мощность. Для двигателя с электрическим приводом выходная мощность является механической, а входная мощность — электрической, поэтому уравнение эффективности принимает вид КПД = механическая мощность / входная электрическая мощность.

Часть 2. Выбор приборов для измерения и анализа мощности электродвигателя

Различные ассоциации разработали стандарты тестирования, определяющие точность приборов, необходимую для соответствия их стандарту: IEEE 112 2004, NVLAP 160 и CSA C390. Все три включают стандарты для измерения входной мощности, напряжения и тока, датчиков крутящего момента, скорости двигателя и т. д. Трансформаторы тока (ТТ) и трансформаторы напряжения (ПТ) являются одними из основных контрольно-измерительных приборов, используемых для проведения этих измерений.

Соответствующие стандарты очень похожи за некоторыми исключениями. Допустимые ошибки приборов для стандартов IEEE 112 2004 и NVLAP 150 идентичны; однако CSA C390 2006 имеет некоторую разницу в температурах и показаниях.

Например, требование входной мощности для CSA C390 2006 составляет ±0,5% от показаний и должно включать погрешности ТТ и РТ, тогда как требования для IEEE 112 2004 и NVLAP 150 требуют только ±0,5% от полной шкалы (полная шкала).

Датчики тока

Датчики тока обычно требуются для тестирования, потому что большой ток не может быть подведен непосредственно к измерительному оборудованию.Доступны различные датчики для конкретных приложений. Накладные датчики можно использовать с анализаторами мощности. Также можно использовать щупы Scope, но при использовании этих щупов необходимо соблюдать осторожность, чтобы убедиться, что прибор не подвергается воздействию больших токов.

Для ТТ провод питания может быть подключен через окно (ТТ обычно имеют форму пончика или продолговатую форму, с отверстием или внутренней частью, называемой окном), или слаботочные соединения могут быть выполнены к клеммам в верхней части трансформатора. устройство.Шунты обычно используются для приложений постоянного тока, но не переменного тока или искаженных частот, хотя их можно использовать для синхронных двигателей до нескольких сотен Гц. Доступны специализированные трансформаторы тока, которые хорошо работают на высоких частотах, которые чаще используются в осветительных приборах, а не в двигателях и приводах.

Yokogawa совместно с LEM Instruments разработали уникальную систему трансформаторов тока, обеспечивающую высокую точность в диапазоне от постоянного тока до кГц. Это трансформатор активного типа, в котором используется блок стабилизации напряжения питания и который обеспечивает точность около 0.05 до 0,02% от показаний. Этот тип системы трансформаторов тока обеспечивает очень высокую точность измерений, особенно для частотно-регулируемых приводов, которые могут варьироваться от 0 Гц до рабочей скорости подключенного двигателя.

Трансформаторы напряжения просто преобразуют напряжение с одного уровня на другой. В измерительных приложениях иногда требуются понижающие трансформаторы для снижения напряжения, подаваемого на измерительный прибор, хотя многие приборы могут работать с относительно высокими напряжениями и не требуют понижающего трансформатора.

Измерительные трансформаторы обычно представляют собой комбинацию трансформатора тока и трансформатора напряжения и могут уменьшить количество необходимых преобразователей в определенных измерительных приложениях.

Рекомендации по выбору и меры предосторожности

При принятии решения о том, какое устройство использовать, первым вопросом является частотный диапазон измеряемых параметров. Синусоидальные волны с частотой между линиями могут использовать шунты постоянного тока, которые обеспечивают высокую точность и простоту установки. Для приложений переменного и постоянного тока можно использовать трансформатор Холла или измерительный трансформатор активного типа.Технология эффекта Холла имеет меньшую точность, в то время как активный тип обеспечивает большую точность. Различные измерительные трансформаторы могут работать на высоких частотах 30 Гц и более, но их нельзя использовать для постоянного тока.

Следующим фактором является требуемый уровень точности. Для измерительного трансформатора это обычно указывается как точность отношения витков. Фазовый сдвиг — еще один важный фактор, и он очень важен, потому что многие трансформаторы предназначены только для измерения тока и не компенсируют фазовый сдвиг.

Фазовый сдвиг в основном зависит от коэффициента мощности при измерении мощности и, таким образом, влияет на расчет мощности. Например, трансформатор тока с максимальным фазовым сдвигом 2°, как часть спецификации, внесет погрешность косинуса (2°) или погрешность 0,06 %. Пользователь должен решить, является ли этот процент ошибки приемлемым для приложения.

Трансформатор тока является источником тока. Согласно закону Ома, напряжение (E) равно силе тока через проводник (I), умноженной на сопротивление (R) проводника в единицах Ом.Размыкание вторичной обмотки трансформатора тока эффективно увеличивает сопротивление до бесконечности. Это означает, что внутренний ток насытит катушку, напряжение также уйдет в бесконечность, и устройство повредит или разрушит себя. Что еще хуже, трансформатор тока со случайно разомкнутой вторичной обмоткой может серьезно травмировать рабочих.

Никогда не размыкайте вторичную цепь трансформатора тока. Пользователи могут получить серьезные травмы, а СТ может быть поврежден или уничтожен.

Совместимость с приборами

Для определения совместимости прибора необходимо определить выходной уровень ТТ.Накладные и другие трансформаторы тока обычно имеют выходной сигнал, указанный в милливольтах/амперах, миллиамперах/амперах или амперах. Типичный выходной ток приборного ТТ может быть указан в диапазоне от 0 до 5 ампер.

Необходимо учитывать импеданс и нагрузку ТТ, которые являются факторами, на которые влияет количество проводов, используемых для подключения ТТ к прибору. Эта проводка представляет собой сопротивление или нагрузку на прибор и, таким образом, может влиять на измерение.

Датчики осциллографа

могут создавать собственные проблемы при неправильном использовании.Многие пробники осциллографа предназначены для работы с входным импедансом осциллографа, но диапазоны входного импеданса анализатора мощности могут отличаться, и это необходимо учитывать.

Другим фактором, который необходимо учитывать при определении совместимости прибора, являются физические требования к устройству. Размер необходимо учитывать вместе с типом трансформатора тока, например, накладного или кольцевого типа, каждый из которых будет лучше работать в конкретной ситуации.

Пример системы трехфазного двигателя

Теперь мы рассмотрим типичное измерение мощности трехфазного трехпроводного двигателя с использованием метода двухваттметра.Теорема Блонделя утверждает, что количество необходимых измерительных элементов на один меньше, чем количество проводников с током. Это позволяет измерять мощность в трехфазной трехпроводной системе с использованием двух преобразователей при отсутствии нейтрали. Однако при наличии нейтрали используются три преобразователя, поскольку проводников теперь четыре.

Трехфазное питание используется главным образом в коммерческой и промышленной среде, особенно для питания двигателей и приводов, поскольку более экономично эксплуатировать крупное оборудование с трехфазным питанием.Чтобы рассчитать трехфазную мощность, напряжение каждой фазы умножается на ток каждой фазы, который затем умножается на коэффициент мощности, а это значение умножается на квадратный корень из трех (квадратный корень из 3 равен равно 1,732).

Для измерения трехфазной мощности, потребляемой нагруженным двигателем, подключается анализатор мощности. На рис. 1 показано типичное соединение с дисплеем, показывающим все три напряжения, все три тока, общую мощность и коэффициент мощности.

На рис. 2 показано измерение мощности в трехфазной трехпроводной сети, выполненное с использованием метода двух ваттметров.Все три значения тока и напряжения, а также общее количество ВА и ВАР. Эта конфигурация может отображать показания мощности отдельных фаз, но их не следует использовать напрямую, поскольку для этого метода измерения точным показанием является только общая мощность.

В принципе, при использовании метода двух ваттметров в трехпроводной трехфазной системе мощность отдельных фаз не может быть измерена напрямую, а также не могут быть измерены какие-либо параметры фазы, включая коэффициенты мощности фазы. Тем не менее, сумма фазовых параметров может быть измерена.

Для трехфазного трехпроводного двигателя, соединенного треугольником, можно измерять междуфазные напряжения и токи отдельных фаз. Поскольку нейтрали нет, измерить фазные напряжения невозможно. Эта ситуация приводит к некоторым показаниям, которые необходимо объяснить.

Глядя на формы сигналов на рис. 3, можно увидеть междуфазные напряжения Vab, Vbc и Vac. Линейные напряжения, видимые прибором, в симметричной системе разнесены на 60°. Токи представляют собой фазные токи, которые воспринимаются приборами как разнесенные на 120°.

Другое представление этой системы изображено на векторной векторной диаграмме, показанной на рисунке 4. Треугольник в верхней части этого рисунка показывает измерения междуфазного напряжения черным цветом, значения фазного напряжения красным (но это теоретические значения). потому что нейтрали нет), а фазные токи синим цветом.

В нижней части рисунка показаны разности фаз между напряжениями и токами. Опять же, обратите внимание, что линейные напряжения разнесены на 60°, а фазные токи — на 120°.Еще одна деталь заключается в том, что если бы верхняя диаграмма представляла чисто резистивную нагрузку, то синие токи были бы синхронизированы с красными напряжениями. Однако при индуктивной нагрузке (например, двигателе) синие векторы тока не совпадают по фазе с напряжениями.

Кроме того, для этого метода измерения на нижней диаграмме векторы тока всегда будут смещаться дополнительно на 30° относительно напряжений. Суть в том, что правильно настроенный анализатор мощности будет учитывать все эти условия.

Что делать, если фазную мощность и фазный коэффициент мощности необходимо точно измерить в трехфазной трехпроводной системе, а не просто приблизить? На рис. 5 показан метод, позволяющий измерять фазовые параметры трехфазного трехпроводного двигателя путем создания плавающей нейтрали.

Однако у этой техники есть ограничения. Он будет хорошо работать на входе асинхронного двигателя, синхронного двигателя или аналогичного двигателя без привода с регулируемой скоростью. Следует соблюдать осторожность при использовании этого метода в системе привода с регулируемой скоростью, поскольку высокочастотные искаженные формы сигналов и гармоники могут привести к несогласованным измерениям.

Кроме того, метод плавающей нейтрали работает только для оборудования с синусоидальной формой волны. При использовании привода с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ) можно включить линейный фильтр 500 Гц (фильтр нижних частот), который затем позволит отображать показания для основной частоты, но не для общей частоты.

Трехпроводное и четырехпроводное измерение мощности

Важно понимать, что показания мощности будут одинаковыми независимо от того, измеряется ли она трехфазным трехпроводным или трехфазным четырехпроводным методом.Однако при использовании трехфазного четырехпроводного соединения измеряемые значения напряжения представляют собой фазные напряжения от линии к нейтрали.

На рис. 6 показан снимок экрана анализатора мощности, показывающий, насколько похожи показания мощности и коэффициента мощности для ШИМ-привода, управляющего двигателем, при сравнении трехфазного трехпроводного входного сигнала с частотой 500 Гц с фильтром и трехфазного четырехпроводного вход с плавающей нейтралью.

Альтернативное решение использует функцию измерения дельты, которая используется в анализаторах мощности Yokogawa.Функция измерения дельты использует мгновенные измерения линейного напряжения и фазного тока для получения истинного линейного напряжения, даже если фазы не сбалансированы. Вычисление векторной амплитуды внутри процессора делает это возможным. Эта функция также обеспечивает измерение фазной мощности в трехпроводной цепи. Решение для измерения дельты также обеспечивает измерение тока нейтрали.

Часть 3: Измерения электрической мощности трехфазного двигателя переменного тока

Полное тестирование системы привода и двигателя на основе ШИМ (широтно-импульсной модуляции) представляет собой трехэтапный процесс.Шаг 1 — это точное измерение входной и выходной мощности привода с регулируемой скоростью ШИМ для определения эффективности привода и потерь мощности. Шаг 2 — это точное измерение входной мощности двигателя, а шаг 3 — точное измерение механической мощности двигателя.

Оптимальный метод — объединить все три шага с помощью одного анализатора мощности, чтобы устранить временную асимметрию. Это также обеспечивает отличные расчеты эффективности, и все это в одном программно-аппаратном решении.

Рис. 7. На этом снимке экрана анализатора мощности показано, как можно использовать функцию измерения дельты для получения истинных показаний и фазной мощности, даже если фазы не сбалансированы.

Некоторые анализаторы мощности имеют вариант двигателя, в котором сигналы скорости и крутящего момента могут интегрироваться таким образом. Эти анализаторы мощности могут измерять электрическую и механическую мощность и отправлять данные на ПК с установленным программным обеспечением от производителя оригинального анализатора или специальным программным обеспечением от системного интегратора.

Измерения привода ШИМ для двигателей переменного тока

При использовании частотно-регулируемого привода с ШИМ для управления двигателем часто необходимо измерять как вход, так и выход частотно-регулируемого привода с помощью шестифазного анализатора мощности.Эта установка может измерять не только трехфазную мощность, но и постоянную или однофазную мощность. См. рис. 1.

В зависимости от анализатора режим настройки будет выполняться в нормальном режиме или в режиме RMS. Конфигурация проводки должна быть настроена в соответствии с приложением, например, трехфазный вход и трехфазный выход.

Все линейные фильтры или фильтры нижних частот должны быть отключены, поскольку фильтрация будет мешать измерениям. Тем не менее, фильтр пересечения нуля или частотный фильтр должны быть включены, потому что они будут отфильтровывать высокочастотный шум, чтобы можно было измерить основную частоту.Это измерение необходимо при отслеживании частоты привода.

На рис. 2 показана форма выходного напряжения ШИМ с сильно искаженным напряжением, обрезанными высокими частотами и большим количеством шума на токовой стороне, что затрудняет измерение. Высокочастотное включение сигнала напряжения создает сильно искаженную форму волны с высоким содержанием гармоник. Частота изменяется от 0 Гц до рабочей скорости.

Для такого зашумленного сигнала нужны специальные датчики тока для измерения.Для точных измерений мощности ШИМ также требуются анализаторы мощности с широкой полосой пропускания, способные измерять эти сложные сигналы.

На рис. 3 приведен пример содержания гармоник напряжения на выходе ШИМ. Присутствуют частоты биений, а содержание гармоник напряжения превышает 500 порядков (приблизительно 30 кГц). Большая часть гармонического содержания находится в более низких частотах на текущей стороне.

Проблемы с измерением привода двигателя ШИМ

Напряжение инвертора обычно измеряется одним из двух способов.Можно использовать измерение истинного среднеквадратичного значения, которое включает общее содержание гармоник. Однако, поскольку основная форма волны в первую очередь влияет на крутящий момент двигателя, можно выполнить и использовать более простое измерение. В большинстве приложений требуется измерение только основной формы волны.

Существует два основных метода измерения основной амплитуды волны напряжения. Первый и самый простой — использовать фильтр нижних частот для удаления высоких частот. Если анализатор мощности имеет этот фильтр, просто включите его.Надлежащая фильтрация даст среднеквадратичное напряжение основной частоты инвертора. Однако этот тип фильтрации не обеспечивает истинного измерения полной мощности, поэтому фильтрация не является самым точным методом.

Второй метод представляет собой метод измерения выпрямленного среднего значения, который позволяет получить среднеквадратичное значение напряжения основной волны без фильтрации с использованием обнаружения среднего значения напряжения, масштабированного по среднеквадратичному напряжению. Алгоритм выпрямленного среднего среднего цикла обеспечит эквивалент основного напряжения, который будет очень близок к среднеквадратичному значению основной волны.

С помощью этого метода можно измерить общую мощность, общий ток и основное напряжение.

Измерение амплитуды основной волны с помощью гармонического анализа

Функцию гармонического анализа можно использовать для определения истинного основного напряжения с помощью быстрого преобразования Фурье (БПФ) для определения амплитуды каждой гармонической составляющей, включая основную волну. Это обеспечивает точное измерение среднеквадратичного напряжения основной волны. Новейшие анализаторы мощности могут выполнять одновременные измерения истинных среднеквадратичных значений наряду с измерениями гармоник.

На рис. 4 значение Urms2 (среднеквадратичное значение на выходе ШИМ) очень велико, а F2 (среднее значение основной гармоники) несколько меньше. Значение Urms3 (фильтрация основной гармоники) дает аналогичный результат. Наконец, U2 (1) получается из анализа гармоник или вычислений БПФ основной гармоники. F2, Urms3 и U2 (1) дают очень близкие результаты, но расчет БПФ U2 (1) считается наиболее точным.

Ток инвертора обычно измеряется только одним способом, а именно как истинное среднеквадратичное значение сигнала, поскольку все гармонические токи вносят свой вклад и ответственны за повышение температуры двигателя, поэтому все они должны быть измерены.

Другим важным измерением является привод В/Гц (Вольт на Герц). Привод ШИМ должен поддерживать постоянное соотношение В/Гц на рабочей скорости двигателя. Анализатор мощности может вычислять В/Гц, используя среднеквадратичное значение или значение основного напряжения. Определяемая пользователем математическая функция анализатора используется для построения уравнения для этого измерения.

Измерение напряжения на шине постоянного тока

Напряжение на шине постоянного тока в ШИМ может быть измерено для проверки условий повышенного и пониженного напряжения.Это измерение можно выполнить внутри привода на клеммах конденсаторной батареи. Однако более простым методом является использование отображения формы сигнала анализатора мощности с курсорным измерением.

При отображении осциллограммы с помощью курсорных измерений необходимо следить за тем, чтобы курсор не находился прямо над небольшими пиками на дисплее. Вместо этого курсор должен располагаться поперек сигнала, чтобы выполнить точное измерение. На рис. 5 показано измерение напряжения ШИМ с высокой скоростью переключения.Курсор помещается для считывания значения, такого как 302,81 В в этом измерении.

Измерение механической мощности

Механическая мощность измеряется как произведение скорости двигателя на крутящий момент двигателя. На рынке существует множество различных типов датчиков скорости и крутящего момента, которые работают с различными двигателями. Несмотря на то, что анализаторы Yokogawa могут взаимодействовать с большинством датчиков скорости и крутящего момента, целесообразно подтверждать совместимость в каждом случае. Эти датчики можно использовать для предоставления информации о механических измерениях для расчета измерений механической мощности в анализаторе мощности.

Многие датчики поставляются с интерфейсной электроникой для правильной обработки сигнала для работы с анализаторами мощности или другим оборудованием. Обработанный сигнал может быть аналоговым выходом или выходом последовательной связи, который поступает на ПК и его прикладное системное программное обеспечение.

Одним из вариантов измерения механической мощности является использование как датчика, так и соответствующего измерительного прибора от данного производителя. Этот подход имеет преимущества, поскольку датчики будут точно согласованы с прибором.Будут доступны показания крутящего момента, скорости и мощности, и, вероятно, будут варианты подключения к ПК вместе с соответствующим прикладным программным обеспечением.

Более комплексный подход показан на рис. 6. В этой конфигурации выходные сигналы скорости и крутящего момента от измерительных приборов подключаются непосредственно к входам скорости и крутящего момента анализатора мощности. Это дает большое преимущество, позволяя одновременно оценивать электрические и механические измерения мощности, а также непрерывно выполнять расчеты эффективности.

Эффективность двигателя, привода и системы

Эффективность инвертора в его простейшей форме рассчитывается как выходная мощность, деленная на входную мощность, и представляется в процентах. Один из методов, используемых для измерения входной и выходной мощности, заключается в простом подключении измерителей мощности к входу и выходу, при этом показания двух счетчиков используются для расчета эффективности.

Более комплексный метод заключается в использовании анализатора мощности с несколькими входами для одновременного измерения входной и выходной мощности, как показано на рис. 1.Это приводит к более точному расчету эффективности, поскольку используется один анализатор мощности для устранения потенциальных ошибок, вызванных измерениями временной асимметрии.

С помощью внутренних математических вычислений, предоставляемых анализатором, можно настроить очень простое вычисление с помощью меню для расчета потерь и эффективности привода.

Какой метод следует использовать?

IEEE 112 — это отраслевой стандарт США для тестирования электродвигателей, в котором описано несколько методов.На рис. 7 показан дисплей анализатора мощности, поддерживающий «Метод А» стандарта IEEE 112, в котором вся механическая мощность делится на общую мощность, подводимую к двигателю. Стандарт определяет многие параметры помимо измерения тока и напряжения двигателя, а также содержит инструкции по проведению общепринятых испытаний и отчетности для многофазных и асинхронных двигателей и генераторов. Кроме того, стандарт содержит 11 методов испытаний, определяющих, как проводить измерения эффективности двигателей.

Метод испытаний A — вход-выход, определенный IEEE 112: КПД рассчитывается как отношение измеренной выходной мощности к измеренной входной мощности после температурных и динамометрических поправок, если применимо.Испытания проводят при номинальной нагрузке с помощью механического тормоза или динамометра. Этот рейтинг должен быть ограничен двигателями с номинальной полной нагрузкой 1 кВт или менее.

Метод испытаний B — вход-выход с разделением потерь: В методе B выполняются измерения как входной, так и выходной мощности, но различные потери выделяются. Большинство этих потерь просто производят тепло, которое должно быть рассеяно узлом двигателя, и представляет собой энергию, недоступную для выполнения работы. Этот метод является признанным стандартом тестирования для U.S. автомобильная промышленность для двигателей с полной номинальной нагрузкой от 1 до 300 кВт.

В то время как оба метода A и B работают, метод B требует большого количества инструментов и обычно выполняется только производителями двигателей. Поскольку большинство производителей используют метод B, а большинство пользователей предпочитают метод A, расчеты эффективности между ними могут различаться. В технических данных производителей двигателей и приводов могут использоваться разные скорости двигателя, испытательные нагрузки или другие условия испытаний.

Заключение

При измерении мощности электродвигателя необходимо учитывать множество факторов, таких как общий и истинный коэффициент мощности.Эти измерения включают сложные уравнения, поэтому большинство компаний используют анализаторы мощности для автоматического получения результатов.

После принятия решения об использовании анализатора мощности необходимо принять решение о частотном диапазоне и уровне точности. Совместимость с приборами — еще один важный аспект безопасного получения точных показаний, особенно с трансформаторами тока, и именно в этой области необходимо учитывать входы/опции анализатора. При правильных входных сигналах датчика измерения механической мощности также можно выполнить с помощью анализатора мощности.Выбор правильных датчиков скорости и крутящего момента является первым шагом в определении механической мощности.

Некоторые анализаторы мощности также позволяют выполнять измерения ШИМ. Однако настройка анализатора для измерения ШИМ также требует знаний о том, как токи и напряжения повлияют на измерения мощности.

Прецизионный высокочастотный анализатор мощности является важным инструментом для измерения как механической, так и электрической мощности. Его функции анализа и показания могут помочь улучшить работу и даже продлить срок службы двигателя.Выбор правильного анализатора и его правильная реализация требуют знаний; однако при правильном использовании данные анализатора мощности обеспечат точные и очень ценные данные.

Что такое коэффициент мощности? | Как рассчитать формулу коэффициента мощности

Как понять коэффициент мощности

Пиво — это активная мощность (кВт) — полезная мощность, или жидкое пиво, — это энергия, совершающая работу. Это та часть, которую вы хотите.

Пена — это реактивная мощность (кВАр) — пена представляет собой потерянную мощность или потерянную мощность.Это производимая энергия, которая не совершает никакой работы, такой как производство тепла или вибрации.

Кружка — это полная мощность (кВА) — это потребляемая мощность или мощность, поставляемая коммунальным предприятием.

Если бы эффективность цепи составляла 100 %, потребление было бы равно доступной мощности. Когда спрос превышает доступную мощность, на коммунальную систему оказывается нагрузка. Многие коммунальные предприятия добавляют плату за спрос к счетам крупных клиентов, чтобы компенсировать разницу между спросом и предложением (когда предложение ниже спроса).Для большинства коммунальных услуг спрос рассчитывается на основе средней нагрузки, размещенной в течение 15–30 минут. Если требования к нагрузке нерегулярны, коммунальное предприятие должно иметь больше резервной мощности, чем если бы требования к нагрузке оставались постоянными.

Пиковый спрос — это когда спрос самый высокий. Задача коммунальных служб — предоставить мощность, чтобы справиться с пиковыми нагрузками каждого клиента. Использование энергии в тот самый момент, когда она наиболее востребована, может нарушить общее предложение, если не будет достаточных резервов. Поэтому коммунальщики выставляют счета за пиковый спрос.Для некоторых крупных клиентов коммунальные службы могут даже брать самый большой пик и применять его в течение всего расчетного периода.

Коммунальные службы взимают надбавки с компаний с более низким коэффициентом мощности. Затраты на более низкую эффективность могут быть крутыми — это похоже на вождение автомобиля, пожирающего бензин. Чем ниже коэффициент мощности, тем менее эффективна схема и тем выше общие эксплуатационные расходы. Чем выше эксплуатационные расходы, тем выше вероятность того, что коммунальные службы накажут клиента за чрезмерное использование. В большинстве цепей переменного тока коэффициент мощности никогда не бывает равным единице, потому что в линиях электропередач всегда присутствует некоторый импеданс (помехи).

Как рассчитать коэффициент мощности

Для расчета коэффициента мощности необходим анализатор качества электроэнергии или анализатор мощности, который измеряет как рабочую мощность (кВт), так и полную мощность (кВА), а также рассчитывает отношение кВт/кВА.

Формула коэффициента мощности может быть выражена другими способами:

PF = (Истинная мощность)/(Полная мощность)

PF = Вт/ВА

Где ватты измеряют полезную мощность, а ВА измеряют потребляемую мощность. Отношение этих двух величин, по существу, представляет собой полезную мощность к подаваемой мощности, или:

Как показано на этой диаграмме, коэффициент мощности сравнивает реальную потребляемую мощность с полной мощностью или потреблением нагрузки.Мощность, доступная для выполнения работы, называется реальной мощностью. Вы можете избежать штрафов за коэффициент мощности, сделав поправку на коэффициент мощности.

Низкий коэффициент мощности означает, что вы используете энергию неэффективно. Это важно для компаний, поскольку может привести к:

Тепловое повреждение изоляции и других компонентов цепи
Уменьшение количества доступной полезной мощности
Требуемое увеличение размеров проводников и оборудования

Наконец, коэффициент мощности увеличивает общая стоимость системы распределения электроэнергии, поскольку более низкий коэффициент мощности требует более высокого тока для питания нагрузки.

Связанные ресурсы

Общие — Расчет вращательной и электрической мощности — Электромеханическая база знаний — Электромеханическая группа

Введение

Научный закон сохранения энергии гласит, что энергию нельзя создать или уничтожить, но ее можно преобразовать. Другими словами, энергия, которая используется в какой-то данной ситуации, должна поступать из другого источника энергии. Оно не может появиться из «пустого воздуха». Однако энергия бывает разных форм и может переходить из одной формы в другую (т.е. химические, термические, гравитационные и многие другие).

Аналогичным образом, механическая мощность вращения, подаваемая двигателем, должна приводиться в действие соответствующим количеством электроэнергии, обеспечиваемой приводом. Как и в энергетическом примере, вращательная мощность обеспечивается входной электрической мощностью, и также, как и в энергетическом примере, вращательная мощность не может превышать электрическую. Поэтому важно проверить мощность во всей системе от источника питания до выходного вала двигателя или редуктора.

Обратите внимание, что в этой статье предполагается, что читатель имеет базовое представление о законе Ома (V=IR), сохранении энергии и алгебраических операциях.

Фундамент

Основные уравнения мощности следующие:

Где P _e — электрическая мощность, а P _r — вращательная мощность, V — напряжение, I — ток, τ — крутящий момент в Нм, а ω — скорость в об/мин.

Роторная мощность

Механическая мощность — это сила, действующая на расстояние в течение некоторого периода времени.Вращательная версия представляет собой крутящий момент, прилагаемый под некоторым углом в течение некоторого периода времени. Следовательно, умножение крутящего момента на скорость и дополнительный коэффициент преобразования дает механическую вращательную мощность P _r .

Электроэнергия

Электрическая мощность, P _e, представляет собой произведение напряжения на ток; однако из-за изменчивой природы электричества это обычно не так просто. Существует три вида электроэнергии, на которые можно классифицировать ваше приложение.

1.) Источник питания постоянного тока

Это самая простая форма электричества, и расчет относительно прост. Термин напряжения в уравнении мощности — это просто значение входного напряжения постоянного тока.

Ток, подаваемый на привод, представляет собой постоянный ток, но ток преобразуется в синусоидальную волну для привода двигателя. К сожалению, существуют разные методы обработки этого сигнала, и поэтому на этом шаге необходимо изучить тип номинального тока, который использует привод. Найдите предел непрерывного тока для привода и является ли он пиковым или среднеквадратичным.Уравнение мощности выражается в терминах пика синуса, поэтому, если значение тока выражено в среднеквадратичных значениях, вам нужно будет умножить его на квадратный корень из 2.

Умножьте V _DC на номинальный ток с точки зрения пика синуса, чтобы найти электрическую мощность, на которую способен привод.

2.a.) Источник питания переменного тока (в фазе)

Основное уравнение электрической мощности для переменного тока является более сложным из-за «переменного» характера тока. Самая упрощенная формула мощности переменного тока выглядит следующим образом:

И это уравнение связано с графиком ниже: колебания силы тока синхронизированы с колебаниями напряжения.

Напряжение и ток определяются как среднеквадратичное значение, но что, если ваш привод определяется с точки зрения пика синуса? Разделите пиковое значение синуса на квадратный корень из 2, чтобы найти эквивалентное среднеквадратичное значение, как показано в предыдущем разделе.

2.b.) Блок питания переменного тока (сдвинутый по фазе)

Однако иногда напряжение и ток не синхронизируются, как показано в предыдущем разделе. Это может произойти, когда стандартный трансформатор используется для выпрямления переменного тока, подводимого к приводу.Ниже приведен пример традиционного трансформатора.

Чтобы дать некоторую информацию о трансформаторах, они бывают разных форм и размеров, но в основном используют спиральную медь для изменения или «преобразования» сигнала питания. К сожалению, из-за характера тока, протекающего через спиральный провод, и свойства индуктивности возникает фазовый сдвиг.

Когда напряжение и сила тока не совпадают по фазе, доступная мощность уменьшается на косинус угла фазового сдвига. Таким образом, уравнение мощности принимает следующий вид:

Обратите внимание, что это применимо только при наличии фазового сдвига между напряжением и током! Если фазы напряжения и тока совпадают (т.е. нулевой фазовый сдвиг), то член косинуса становится равным 1,

На следующем графике графически показано, как будет выглядеть фазовый сдвиг.

К сожалению, влияние фазового сдвига на систему можно измерить только эмпирически, путем экспериментов. Предсказание фазового сдвига выходит далеко за рамки этой статьи, и поэтому эта тема упоминается только для того, чтобы читатель узнал о ее существовании и влиянии на систему.

График ниже сравнивает мгновенную и среднюю мощность в синфазном и противофазном состоянии.Нетрудно заметить, что сдвинутая по фазе средняя мощность меньше.

Баланс сил

Теперь мы можем оценить эффективность системы. Вспомните, что законы природы требуют, чтобы выходная мощность не была больше, чем входная. Поскольку они также диктуют, что система не может быть совершенно эффективной, должен быть введен некоторый термин, объясняющий эту потерю эффективности.

Приведенное выше общее уравнение учитывает потери в приводе, включая фазовый сдвиг, резистивные потери в проводке, а также электрические и механические потери в двигателе.Поэтому E — это не просто номер; общая эффективность системы является продуктом эффективности каждого компонента.

Типичная эффективность каждого компонента:

η _привод : около 95%
η _{провода} : обычно игнорируется
η _{двигатель}: широко варьируется от 50% до 90% и зависит от скорости, крутящего момента и параметров обмотки двигателя

Таким образом, общая доступная выходная мощность вращения равна произведению входной электрической мощности на общий КПД.Имейте в виду, что эта доступная выходная мощность является наилучшим сценарием, поскольку другие небольшие потери не учитывались.

Где найти данные об эффективности

Эффективность приводов и редукторов часто публикуется в каталогах и спецификациях. Приводы находятся в области 95%, в то время как большинство всех планетарных редукторов выше 90%.

Двигатели

имеют широкий диапазон эффективности, который зависит от множества переменных, включая характеристики обмотки, рабочую скорость и крутящий момент, а также температуру окружающей среды.Документация по рабочим характеристикам двигателя иногда будет включать это.

Потери при фазовом сдвиге будут полностью определяться электрическими компонентами, используемыми в конструкции привода. Величину фазового сдвига в любом данном приводе можно определить только эмпирически путем экспериментов. Дальнейшие подробности эффектов фазового сдвига выходят далеко за рамки этой статьи.

Выход за пределы двигателя

Добавление редукторов в уравнение

Редукторы обычно прикрепляются к двигателям по многим причинам, а именно для получения механического преимущества или уменьшения эффекта заедания.К счастью, то же уравнение мощности, которое применимо к двигателям, применимо и к редукторам; нужно просто учитывать эффективность редуктора в дополнение ко всем другим компонентам. Уравнение баланса мощности расширено до следующего уравнения, где P _r относится к выходной мощности редуктора, а не к мощности двигателя:

Расчет тока, потребляемого от источника питания к приводу

Понимание предыдущих уравнений позволяет приблизительно рассчитать ток, потребляемый от источника питания.В случае источника питания постоянного тока:

А в случае блока питания переменного тока:

Резюме

Мощность из системы никогда не может быть больше, чем мощность в систему.
Необходимо учитывать КПД каждого компонента, чтобы найти максимальную мощность, которую система может выдать по отношению к потребляемой мощности.
Это может быть отличным шагом для проверки правильности размера диска для приложения, поскольку все диски имеют предел выходной мощности.Как правило, этот предел проявляется в номинальном пределе силы тока.
Мощность из системы никогда не может быть больше, чем мощность в системе.

Калькулятор размера выключателя — Электрический

Почему требуется точное определение размера 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 выдает срабатывание 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) 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 безопасности (S.F) (в процентах)

► Для цепей переменного тока: требуется напряжение (в вольтах), мощность (в ваттах или киловаттах), коэффициент мощности (P.F) (в единицах или процентах) и коэффициент безопасности (S.F).

Шаги для расчета размера выключателя:

При задании тока:

Формула для тока выключателя I (CB), если указан номинальный ток оборудования I (A):

I (К.В) = л(А) * (1 +

С.Ф / 100

)

При задании нагрузки:

Для цепи постоянного тока:

Формула для цепей постоянного тока приведена ниже.

I (К.Б.) =

мощность в Вт/В

* (1 +

С.Ф / 100

)

Для 1-фазной цепи переменного тока:

Формула для однофазной цепи переменного тока аналогична формуле постоянного тока с добавлением коэффициента мощности (p.f), который задается как:

I (К.Б.) =

мощность в ваттах/В*с.ф

* (1 +

С.Ф / 100

)

Для трехфазных 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 терминах между фазами (Vll), что дается как:

I (К.Б.) =

мощность в ваттах/1.73*v _LL*p.f

* (1 +

С.Ф / 100

)

Когда напряжение выражается относительно линии к нейтрали, мы используем 3 вместо 1.73.

I (К.Б.) =

мощность в ваттах/3*в _LN*п.ф

* (1 +

С.Ф / 100

)

Примечание

В приведенных выше формулах:

Коэффициент мощности (p.f) 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 приводится в формулу.
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.

Отбойный молоток

поставляется в некоторых 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:

При задании тока:

Рассмотрим систему, номинальный ток которой обеспечивается

Дано:

Номинальный ток=I(A) = 20 А

Коэффициент безопасности (С.F) = 25%

Требуется:

Ток выключателя=I(CB) =? (Ампер)

Решение:

I (К.Б.) = 20 * (1 +

25/100

) 25 Ампер

Когда указана нагрузка (Вт):

Для однофазной системы:

Рассмотрим однофазную систему переменного тока со следующими данными:

Дано:

Напряжение = 230 В

Мощность = 1,5 кВт или 1500 Вт

Коэффициент безопасности (С.Ф) =25%

Требуется:

Ток выключателя=I(CB) =? (Ампер)

Решение:

I (К.Б.) =

1500/230*0,9

* (1 +

25/100

) 9,05 А~10 А

Для 3-фазной системы:

Рассмотрим трехфазную систему со следующими данными:

Дано:

Напряжение (линейное) = 480 В

Мощность = 20 кВт или 20 000 Вт

Коэффициент мощности (стр.е) =0,9

Коэффициент безопасности (S.F) = 20%

Требуется:

Ток выключателя=I(CB) =? (Ампер)

Решение:

От трехфазной цепи переменного тока формула:

I =

20 000 / 1,73 * 480 * 0,9

*(1 +

20/100

) 32,07 А~33 А

Если мы изменим напряжение от линии к линии к линии к нейтрали, например: V (фаза к нейтрали) = 277,13 В

Затем мы будем рассчитывать его по формуле трехфазной цепи переменного тока, когда напряжение задано как линия к нейтрали, то есть:

I =

20000/3*277.13*0,9

* (1 +

20/100

) 32,07 А~33 А