Расчет сечения по мощности: 3 способа — Интернет-магазин 7745.ru

Как рассчитать сечение силового кабеля по нагрузке, длине, мощности, току и типу жил

от 20 января 2020 г.

Подбор сечения кабеля – обязательный этап при проектировании электросети для бытовых или промышленных условий. От точности подбора зависит работоспособность электроприборов и частота технического обслуживания. Занижение этого параметра может вызвать перегрев жил, что грозит выходом оборудования из строя, риском перегрузок, задымления или даже пожара. Тогда как завышение не грозит аварийными ситуациями, обойдется в разы дороже.

Способы расчета

Чтобы рассчитать сечение, используют один из четырех параметров:

1. Мощность сети.

2. Токовую нагрузку.

3. Тип жил.

4. Способ прокладки ЛЭП, мощность и длину линии.

Мощность сети

Этот метод применяют при расчете бытовой электросети, а также при выборе дифференциальных автоматов и автоматических выключателей. Чтобы получить общую мощность нагрузки групповой линии, складывают сумму мощностей всех электропотребителей с учетом коэффициента одновременности. Параметры электропотребителей представлены в технических паспортах.

Токовая нагрузка

Этот параметр позволит более точно рассчитать необходимое сечение. Для этого понадобится получить расчетный ток, который рассчитывается по формулам:

1. Для однофазных сетей – Iр=Pр/U cos φ.

2. Для трехфазных сетей – Iр=Pр/(U cos φ)*√3.

Ip – расчетная сила тока, Pp – расчетная мощность потребителя, U – напряжение сети (220 или 380 В), cos φ – коэффициент мощности.

По этим формулам можно рассчитать не только сечение кабеля, но и подобрать тип шнура для техники, требующей отдельной кабельной линии – бойлеров, электрических печей, котлов.

Тип прокладки

Когда ток проходит по линии, происходит выделение тепла. Поэтому при открытой прокладке, которой свойственно естественный отвод тепла, применяют кабели меньшего сечения. При закрытой прокладке применяют модели с большей площадью поперечного сечения, что позволит продлить срок службы изоляции.

Мощность и длина линии

При монтаже линий электропередач с большой длиной учитывают возможные потери в линии. Для этого пользуются таблицей по выбору сечения проводника в зависимости от мощности и длины линий.

Расчет по длине

Получив сечение по мощности и току, полученный результат проверяют по длине:

1. Суммируют мощность всех электроприборов и силу тока.

2. Рассчитывают сопротивление электропроводки, умножая удельное сопротивление проводника на длину линии в метрах. Полученный результат делят на поперечное сечение кабеля.

3. Получают потери напряжения, умножая силу тока на сопротивление электропроводки.

4. Рассчитывают величину потерь, деля потери напряжения на напряжение в сети и умножая полученное число на 100%.

5. Анализируют величину потерь. Если она меньше 5%, то оставляют выбранное сечение жилы. Если выше, то сечение увеличивают.

Грамотный расчет сечения силового кабеля позволит минимизировать техническое обслуживание и риск аварийных ситуаций.

---

Силовой кабель по моделям

ВБбШв-ХЛ

ВБбШвнг(А)

ВБбШвнг(А)-FRLS

ВБбШвнг(А)-LS

ВВГнг(А)

ВВГнг(А)-LS

ВВГнг-FRLS

КВБбШв

КВБбШв-ХЛ

КВБбШвнг(А)

КВБбШвнг(А)-FRLS

КВБбШвнг(А)-LS

КВВГ-ХЛ

КВВГнг(А)

КВВГнг(А)-FRLS

КВВГнг(А)-LS

КВВГЭ-ХЛ

КВВГЭнг(А)

КВВГЭнг(А)-FRLS

КВВГЭнг(А)-LS

КПБбПнг-FRHF

КПБбПнг-HF

КППГнг-FRHF

КППГнг-HF

КППГЭнг-FRHF

КППГЭнг-HF

ПБбПГнг-FRHF

ПБПГнг-HF

ППГнг-FRHF

ППГнг-HF

ОСКСнаб

особенности, формулы, таблицы, правила выбора сечения проводов

Уют в доме или квартире трудно представить без бытовой техники. Будь то телевизор, мультимедийная система или кухонные приборы, работать без электричества они не могут. Большая потребляемая мощность – опасный фактор, который становится причиной возгорания проводов. При новом монтаже либо модернизации старой электросети выполняют расчёт сечения токоведущих жил, соблюдая правила выбора кабелей и учитывая особенности их прокладки. Определить требуемые характеристики помогают формулы и таблицы соответствия.

Расчет длины электропроводки

Для составления сметы на закупку кабельной продукции нужно рассчитать общую длину электропроводки. Для этого необходимо иметь точное представление, где будет размещаться фурнитура. Определить длину можно двумя способами. Первый – фактическое измерение на месте. Точный метод определения метража проводов. Для расчёта понадобится рулетка. При помощи последней измеряют расстояния от вводного щита до фурнитуры и осветительных приборов.

Второй способ – расчёт длины по схеме монтажа. План можно использовать из домовой книги (паспорта на квартиру), предварительно сделав копию, либо начертить самому, измерив комнаты. Схему составляют в масштабе. На неё наносят силовые и линии освещения, места расположения светильников, розеток, выключателей. Измеряют линейкой расстояния от распределительного щита. Кабели делят по группам, в зависимости от типа и размера.

Расчет нагрузки на проводку

Для обеспечения надёжного функционирования проводки определяют максимальную нагрузку, которую кабели должны выдерживать. Потребляемая мощность складывается из всех приборов, установленных в доме или квартире. Учитывают, что система способна выдержать кратковременную нагрузку, превышающую расчётные значения на 25 %. Продолжительная работа в таком режиме (более 2-5 минут) может привести к воспламенению проводки или повреждению контактов.

Мощность электроприборов узнают по сопроводительной документации или на табличке, закреплённой на корпусе. Полученное значение умножают на поправочный коэффициент 0,75, который учитывает неравномерность распределения нагрузки. Величина общей мощности нужна для выбора подводящего кабеля. Внутренние приборы желательно разбить на группы и прокладывать к ним индивидуальные линии. В этом случае расчёта учитывают только указанное оборудование.

Ток потребления электроустановок

После определения всех источников потребления электричества их мощность переводят в номинальный ток. Именно по величине последнего происходит подбор кабелей по сечению. Преобразовать потребляемую мощность в токовую нагрузку можно несколькими способами:

• рассчитать по калькулятору тока;
• применить таблицы соотношения;
• выполнить калькуляцию по формуле.

Значение силы тока нужно знать не только для подбора провода, но и для того, чтобы подобрать устройство защитного отключения или автоматического выключателя. Например, электрочайник мощностью 2,2 кВт потребляет 10 ампер. Соответственно, автомат выбирают ближайшего или следующего номинала – 16 А. Для бытовых приборов с электромоторами (стиральные машины, комбайны, холодильники) учитывают пусковые нагрузки.

В момент включения, пока двигатель не набрал нужные обороты, потребляемый ток будет выше номинального.

Рекомендации ПУЭ

Перед началом монтажа или составлением проекта желательно изучить «Правила устройства электроустановок» (ПУЭ). Этот нормативный документ обязателен для исполнения всеми организациями, эксплуатирующими электрическое оборудование либо занимающимися монтажом, реконструкцией. ПУЭ – свод правил и требований, соблюдение которых способствует безопасному использованию электроустановок.

Жилой фонд также подпадает в зону ответственности Правил. Рекомендации ПУЭ относительно проектирования и монтажа электрических кабелей, арматуры, средств управления:

1. На вводе обязательно наличие вводного выключателя.
2. В главном или распределительном электрическом щите допустима установка устройств защитного отключения (УЗО).
3. Для монтажа применяют только медный провод.
4. Кабель должен выдерживать длительную нагрузку в 25 А.

Материалы для изготовления проводов

Для монтажа электропроводки применяют трёхжильные кабели. Последние имеют собственную изоляцию и объединены в один пучок, который сверху покрыт негорючим защитным покрытием. Для удобства подключения жилы окрашены в разные цвета (синий, коричневый, жёлто-зелёный). В некоторых марках применяют хлопчатобумажную оплётку. Жила – одно- или многопроволочный металлический сердечник, по которому протекает электрический ток.

Изготавливают проводящие части кабеля из меди, алюминия или стали. Последний вариант не получил распространение ввиду высокой окисляемости и большого сопротивления. Два других материала широко использую при производстве проводниковой продукции. Кроме того, применяют совмещение: токоведущие проволоки из меди или алюминия объединяют со стальными. Последние нужны для придания кабелю прочности. Такие провода используют при прокладке воздушных линий.

Марки проводов

Монтаж внутренней электропроводки выполняют двумя типами кабелей – ВВГ и ВВГнг. Первая и вторая литера указывают на тип изоляции жилы и дополнительной оболочки. Для проводов этого вида применяют винил (поливинилхлорид). Буква «Г» означает, что кабель «голый», не имеет защитной оболочки или, как ее еще называют, «брони». Провод более гибкий и лёгкий, хорошо гнётся, однако имеет низкую стойкость к механическим повреждениям. Литеры «нг» указывают, что изоляция при возникновении пожароопасной ситуации не будет распространять горение.

Перед началом маркировки может стоять литера «А», которая означает, что провод сделан из алюминия. Такой кабель можно применить для воздушной проводки. Внутреннюю сеть необходимо выполнить из медного. Кроме отечественных кабелей, применяют их зарубежный аналог – NYM. Это медный провод круглой формы. Изоляция из поливинилхлорида не поддерживает горение. Кабель хорошо гнётся, удобен при прокладке коммуникаций сквозь стены.

Таблица для расчета сечения по мощности

Нагрузка, которую можно подключить кабелем, зависит от способа прокладки и напряжения питания. Требуемое сечение жилы можно узнать из приведенной ниже информации.

Таблица. Определение сечения в зависимости от способа прокладки и нагрузки.

Сечение провода, мм2				Линия питания
Медного		Алюминиевого		Однофазная		Трёхфазная
Открытая	Скрытая	Открытая	Скрытая	Допустимый длительный ток, А	Потребляемая мощность, кВт	Допустимый длительный ток, А	Потребляемая мощность, кВт
0,5	—	—	—	10	2,2	—	—
0,75	—	—	—	13	2,8	—	—
1	1,5	—	2,5	15	3,3	12	8
1,5	2,5	2,5	4	20	4,4	18	12
2,5	4	4	6	30	6,6	27	18
4	6	6	10	40	8,8	35	23
6	10	10	16	50	11	45	30
10	16	16	25	75	16,5	65	43
16	25	25	35	100	22	85	56
25	35	35	50	125	27,5	105	69
35	50	50	70	150	33	125	83
50	70	70	95	180	39,6	150	100

Провода из алюминия

Такой материал имеет низкий вес, стоимость и хорошую электропроводимость. Благодаря этому его применяют для прокладки воздушных линий электропередач. Основной плюс материала – он не окисляется. В результате кабель не нуждается в дополнительной изоляции при размещении на улице. Для монтажа внутренней сети его используют реже по нескольким причинам:

1. Больший диаметр токоведущей жилы (по сравнению с медным).
2. Чрезмерная жёсткость.
3. Затруднительная установка в труднодоступных местах.
4. Интенсивный износ контактов.

Медные кабели

Внутреннюю проводку меняют только в момент капитального ремонта либо при новом строительстве. Согласно ПУЭ, квартирную сеть необходимо выполнять из медных кабелей. Последние имеют положительные моменты:

1. Хорошо передают ток и тепло.
2. Минимально теряют энергию от нагрева.
3. В окисленном состоянии сохраняют свойства.
4. Отлично гнутся и скручиваются, что значительно увеличивает монтажные возможности провода с медными жилами.
5. Обладают отменной коррозионной устойчивостью, что повышает их срок службы.
6. Практически не имеют склонности к возгоранию, изоляция не поддерживает горение.

Расчет провода по мощности

Металлы, из которых сделаны проводники, обладают электрическим сопротивлением, что препятствует прохождению тока через них. Это выражено в нагреве кабелей – чем больше сопротивление, тем сильнее нагревается металл. Повышение температуры в конечном итоге приводит к возгоранию изоляции или окружающих предметов. Сопротивление кабеля зависит от материала жилы и её сечения. По этой причине провода рассчитывают на определённую мощность.

Понятие длительного тока

Электрический параметр установившегося режима работы называют «длительным током». В это время тепло, образованное в проводнике, равномерно рассеивается в окружающее пространство (стену, перекрытия, воздух). Кабель рассчитывают для работы при номинальных мощностях и большой длине. Определяют длительный ток по справочным таблицам, учитывая, что также он зависит от материала проводника.

Сечение проводов в зависимости от типа проводки

Электропроводку в домах и квартирах монтируют двумя способами – открытым и закрытым. От того, какой тип применяют, зависит сечение жилы. В первом случае провода размещают снаружи стен, не укладывают в лотки. Тепловая энергия хорошо рассеивается в атмосферу. Однако открытую проводку редко применяют из-за низких эргономических качеств. Чтобы кабельная продукция не портила интерьер, её прокладывают закрытым способом. При прохождении тока такая проводка нагревается сильнее. Размер жилы для закрытого кабеля выбирают на номинал больше.

Расчет для однофазной сети

Для определения сечения проводов по диаметру жилы в сети с напряжением 220 В прежде всего узнают установленные мощности всего оборудования. Если приборы разбиты на группы, нагрузку суммируют для каждой из них. Полученное значение мощности делят на напряжение, получают силу тока, которую должны выдерживать провода. Как правило, одновременно все приборы не используют. Окончательную нагрузку принимают в диапазоне 70-80 % от максимальной.

Для трехфазной сети

При определении силы тока вводят косинус угла сдвига. Последний – особенность применяемого оборудования. Чем он меньше, тем больший ток потребляет электроприбор. Нагрузку рассчитывают для каждого отдельно, затем суммируют. Расчёт сечения проводов по потребляемой мощности выполняют для линейного напряжения, которое больше фазного в 1,73 раза.

Оптимальные параметры

В случае когда нет приборов повышенной мощности, применяют общие варианты. Среди них можно выделить такие:

1. Разбивают электрофурнитуру на группы (освещение, силовые и отдельные линии).
2. Магистральные кабели прокладывают с сечением 4 мм².
3. Ответвления к розеткам – 2,5 мм².
4. Линии освещения делают из провода 1,5 мм².
5. Подключение мощных приборов выполняют кабелем 4-64 мм².

Применяя простые расчёты, можно определить нужные сечения проводов при прокладке новой или модернизации старой проводки. К тому же соблюдение требований нормативной документации позволит безопасно эксплуатировать внутреннюю электросеть.

Калькулятор мощности генератора

Вы ищете калькулятор мощности генератора для анализа потребления электроэнергии вашими устройствами? Вы покупаете генератор в качестве источника питания для дома, работы, кемпинга или любого другого места, где вам нужно электричество?

Перед тем, как отправиться в путешествие по поиску, составлению списка и покупкам, вам нужно иметь хотя бы приблизительное представление о ваших потребностях в электроэнергии.

В следующей статье мы также объясним, что такое электрогенератор и как он работает. Продолжай читать!

Как работает электрогенератор?

Давайте начнем с объяснения того, что такое генератор энергии. Генератор электроэнергии (обычно известный как генератор) представляет собой устройство, которое преобразует химическую энергию топлива, такого как бензин или дизельное топливо , в электрическую энергию . Детальное преобразование будет представлять собой химическую энергию в тепловую, тепловую энергию в механическую и механическую работу в электрическую. Детализация этих концепций выходит за рамки этого калькулятора, но вы можете узнать больше на калькуляторе тепловой энергии и калькуляторе электрической мощности.

Как генератор питает дом?
Генераторы необходимы для обеспечения потребностей в электроэнергии во многих сценариях, в том числе:

• Домашнее или офисное использование в случае отключения электроэнергии;
• Мощность, необходимая для временного оборудования, не подключенного к местной электросети;
• Труднопроходимая местность, где нет электроснабжения, например, кемпинг и отдых; и
• Мероприятия и шоу, переносные жилые помещения.

Генераторы особенно важны в местах, где потенциальное отсутствие электричества может стать опасным для жизни человека, например, в больницах.

Калькулятор мощности генератора

Калькулятор мощности генератора принимает общий ток, потребляемый устройствами в амперах (А), и номинальное напряжение питания в вольтах (В\mathrm{V}V) для расчета полной мощности (кВА) \mathrm{кВА}кВА), который затем используется для расчета фактической мощности на основе коэффициента мощности. Проверьте раздел ниже, если вы не понимаете некоторые термины, которые мы здесь использовали.

Вы также можете рассчитать доступную мощность двигателя лошадиных сил , используя КПД двигателя и расчетную мощность.

Что такое коэффициент мощности?

Термины, используемые в калькуляторе мощности генератора, поначалу могут показаться пугающими. Однако вам не о чем беспокоиться. Просто прочитайте это простое объяснение для каждого термина:

• Ток (III) – Мера скорости потока электронов/заряда, протекающего через поперечное сечение проводника. Здесь мы получим наше значение тока, просуммировав индивидуальный номинальный ток всех устройств, подключенных к электрической сети.

• Напряжение (ВВВ): – Разница заряда источника питания между двумя терминалами. Это движущая сила, которая заставляет ток течь по цепи. Здесь мы получаем наши значения напряжения из номинального напряжения на устройствах. Примечание: Номинальное напряжение всех устройств должно быть одинаковым; в противном случае необходимо использовать соответствующий преобразователь.

• Полная мощность (SSS) – Простое произведение тока и напряжения в цепи без учета фазы питания. Он измеряется в вольт-амперах и не рассчитывается для цепей постоянного тока (DC).

• Коэффициент мощности (PFPFPF) – Отношение рабочей мощности, измеренной в киловаттах, и полной мощности, измеренной в киловольт-амперах. Обычно его принимают равным 0,80,80,8, что означает, что генератор должен работать с нагрузкой до 80%80\%80% от максимальной нагрузки.

  Коэффициент мощности указан на паспортной табличке генератора. Вы также можете рассчитать его, например, с помощью калькулятора коэффициента мощности Omni.

• Мощность (ППС) — Скорость, с которой электрическая энергия течет по цепи. Измеряется в ваттах (Вт\mathrm{W}W). Мы вычисляем его, используя кажущуюся мощность и коэффициент мощности. Эта мощность используется, чтобы узнать требования к мощности при покупке генератора. Номинальная выходная мощность генератора должна быть выше расчетной мощности.

• КПД (η\etaη) – КПД двигателя представляет собой отношение выходной мощности к входной мощности. Здесь мы используем его для расчета выходной мощности двигателя, используя номинальную мощность, измеренную в киловаттах. Эффективность — это широко распространенное понятие в инженерии, как вы можете видеть на калькуляторе эффективности.

Формулы, используемые для калькулятора мощности генератора

Теперь, когда вы знаете, что такое генератор электроэнергии и как генератор питает дом, вот формулы, которые мы использовали в этом калькуляторе:

0101

Тип источника питания	Однофазная	Трехфазная
Очевидная мощность (KVA)	В. И./1000V \ CDOT I/1000V порядка/1000	1.732=/10001,732 \ CDOT V \ CDOT I /10001.7322CV. 1000	—
Мощность (кВт)	Вест 1,732⋅V⋅I⋅PF/10001,732\cdot V\cdot I\cdot P_\mathrm{F} /10001,732⋅V⋅I⋅PF​/1000	V⋅I/1000V\cdot I /10001.732⋅V⋅I⋅PF​/1000 л/1000
Мощность двигателя, л.с. 746	1,732⋅V⋅I⋅PF⋅η/7461,732\cdot V\cdot I\cdot P_\mathrm{F}\cdot \eta /7461,732⋅V⋅I⋅PF⋅η/746	3 В⋅I⋅η/746В\cdot I \cdot \eta/746V⋅I⋅η/746

Основы формул:

Однофазный переменный ток означает поток заряда периодически , как показано на рисунке, и имеет один провод под напряжением и нейтральный провод для замыкания цепи. Таким образом, для работы прибора достаточно двух проводов. Обычно используется для бытового электроснабжения.

Трехфазный переменный ток означает, что ток периодически меняет направление потока заряда , как показано на рисунке, и использует три провода под напряжением и один нейтральный провод. Три фазы одинаково разделены с точки зрения их фазовых циклов. Использование 1,7321,7321,732 (квадратный корень из 333) в формуле означает среднеквадратичное значение, взятое для трех фаз. Этот ток используется в двигателях большой мощности.

Постоянный ток означает, что напряжение постоянно на определенном уровне и ток всегда течет в определенном направлении, как показано на рисунке. DC также использует два провода для замыкания цепи . Поскольку для постоянного тока нет вопросов, связанных с фазой, концепция полной мощности и коэффициента мощности здесь не применяется . Постоянный ток используется всеми приборами с батарейным питанием.

Часто задаваемые вопросы

Как запитать дом генератором?

Существует два способа питания электроприборов с помощью генератора:

1. Иметь специализированных устройств , таких как аварийное оборудование, освещение или вентиляция. Генератора малой мощности достаточно, чтобы во время отключения электроэнергии обеспечить только самое необходимое.
2. Иметь полный резерв , подключенный к основной электропроводке дома. Генератор высокой мощности способен обеспечить работу всех электроприборов в доме, включая электроприборы высокой мощности.

Какая мощность генератора мне нужна?

Проверьте номинальную мощность каждого прибора, указанную в ваттах, и рассчитайте общая потребляемая мощность вашего дома перед покупкой генератора. Если вместо мощности указан номинальный ток, вы можете использовать калькулятор мощности генератора Omni для оценки мощности, используя ток и напряжение питания.

Нужно ли покупать генератор максимальной мощности?

Нет, вам не нужно покупать генератор с максимальной выходной мощностью. Уловка для оптимизации вашего бюджета без ущерба для полезности заключается в следующем:

Запишите комбинацию различных устройств, которые обычно работают вместе. Например, кому-то потребуется 1-2 часа в день, кому-то только вечером/утром. Используя эти группы, вы можете оценить фактическая максимальная мощность которая потребуется в любое время.

Какие электроприборы имеют номинальную мощность в ваттах?

Номинальная мощность указана для устройств с достаточно регулярной нагрузкой , например, электрочайник, который будет иметь фиксированную рабочую мощность . Номинальный ток обычно указывается на устройствах с переменной нагрузкой , например, двигатель с регулируемой скоростью. Ток будет указан при полной нагрузке.

Расчет сечения кабеля по мощности и току: формулы и примеры

Планируете сделать или дополнительно провести линию электропередач на кухню для подключения новой электроплиты? Здесь пригодятся минимальные знания о сечении проводника и влиянии этого параметра на мощность и силу тока.

Согласитесь, что неверный расчет сечения кабеля ведет к перегреву и короткому замыканию или к неоправданным затратам.

Очень важно провести расчеты еще на этапе проектирования, так как выход из строя скрытой проводки и последующая замена сопряжены со значительными затратами. Мы поможем вам разобраться с тонкостями расчетов, чтобы избежать проблем при дальнейшей эксплуатации электросети.

Чтобы не обременять Вас сложными расчетами, мы подобрали понятные формулы и варианты расчетов, предоставили информацию в доступной форме, снабдив формулы пояснениями. Также в статью добавлены тематические фото и видео материалы, позволяющие наглядно понять суть рассматриваемого вопроса.

Содержание статьи:

• Расчет сечения по мощности потребителей
  • Этап №1 — расчет реактивной и активной мощности
  • Этап №2 – поиск коэффициентов одновременности и запаса
  • Этап №3 – выполнение геометрического расчета
  • Этап №4 – расчет силовой части на практике
• Расчет сечения тока
  • Этап №1 – расчет силы тока по формулам
  • Этап №2 — выбор подходящего сечения по таблицам
  • Этап №3 — расчет сечения токопровода на примере
• Расчет падения напряжения
• Нести пример расчета
• Выводы и полезное видео по теме

Расчет сечения по мощности потребителей

Основное назначение проводников — доставка электрической энергии потребителям в необходимом количестве. Поскольку сверхпроводники недоступны при нормальных условиях эксплуатации, необходимо учитывать сопротивление материала проводника.

Расчет потребного сечения в зависимости от суммарной мощности потребителей на основании многолетнего опыта эксплуатации.

Галерея изображений

Фото

Различные типы кабеля для электромонтажных устройств

Различная толщина проводников для бытового использования

Количество жил в кабелях различных марок выполнение расчетов по формуле:

P = (P1 + P2 +..PN) * K * J ,

Где:

• P — мощность всех потребителей, подключенных к расчетной ветке в Ваттах.
• P1, P2, PN — мощность первого потребителя, второго, n-го соответственно, в Ваттах.

Получив в конце расчетов результат по вышеприведенной формуле, пора было обратиться к табличным данным.

Теперь необходимо выбрать нужный раздел по таблице 1.

Таблица 1. Сечение проводов всегда необходимо выбирать в ближайшую большую сторону (+)

Этап №1 — расчет реактивной и активной мощности

Мощности потребителей указаны в документах на оборудование. Как правило, номиналы оборудования указывают активную мощность наряду с реактивной мощностью.

Устройства с активным видом нагрузки превращают всю полученную электрическую энергию с учетом КПД в полезную работу: механическую, тепловую или другую ее форму.

Устройства с активной нагрузкой включают лампы накаливания, обогреватели и электрические плиты.

Для таких устройств расчет мощности по току и напряжению имеет вид:

P = U * I ,

Где:

• P — мощность в ваттах;
• U — напряжение в В;
• I — сила тока в А.

Устройства с реактивным типом нагрузки могут накапливать энергию от источника, а затем возвращать ее. Такой обмен происходит за счет смещения синусоидального тока и синусоидального напряжения.

При нулевом смещении фаз мощность P = U * I всегда имеет положительное значение. Такой график фаз тока и напряжения имеют устройства с активным видом нагрузки (I, i — ток, U, u — напряжение, π — число пи, равное 3,14)

К устройствам реактивной мощности относятся электродвигатели, электронные устройства всех размеров и назначений, а также трансформаторы.

При сдвиге фаз между синусоидальным током и синусоидальным напряжением мощность P = U * I может быть отрицательной (I, i — ток, U, u — напряжение, π — число пи, равное 3,14 ). Устройство реактивной мощности возвращает накопленную энергию обратно в источник

Электрические сети строятся таким образом, чтобы по ним можно было передавать электрическую энергию в одном направлении от источника к потребителю.

Следовательно, возвращаемая энергия потребителя с реактивной нагрузкой является паразитной и расходуется на нагревание проводников и других компонентов.

Реактивная мощность зависит от фазового угла между синусоидами напряжения и тока. Фазовый угол выражается через cosφ.

Чтобы найти полную мощность, используйте формулу:

P = Q/cosφ ,

Где Q — реактивная мощность в ВА.

Обычно в паспортных данных на прибор указывают реактивную мощность и cosφ.

Пример : в паспорте на перфоратор указана реактивная мощность 1200 ВАР и cosφ = 0,7. Следовательно, общая потребляемая мощность будет равна:

P = 1200/0,7 = 1714 Вт

Если cosφ найти не удалось, то для подавляющего большинства бытовых электроприборов cosφ можно принять равным 0,7.

Этап №2 — поиск коэффициентов одновременности и наценки

K — безразмерный коэффициент одновременности, показывает, сколько потребителей одновременно может быть включено в сеть. Редко бывает так, что все устройства одновременно потребляют электроэнергию.

Одновременная работа телевизора и музыкального центра маловероятна. Из установившейся практики К можно принять равным 0,8. Если вы планируете использовать всех потребителей одновременно, K следует принять равным 1.

J — безразмерный запас прочности. Он характеризует создание запаса мощности для будущих потребителей.

Прогресс не стоит на месте, каждый год изобретаются новые и удивительные новые и полезные электроприборы. Ожидается, что к 2050 году потребление электроэнергии достигнет 84%. Обычно предполагается, что J составляет от 1,5 до 2,0.

Этап №3 — выполнение геометрического расчета

Во всех электрических расчетах принимается площадь поперечного сечения проводника — сечение жилы. Измеряется в мм ² .

Часто необходимо научиться правильно рассчитывать жилу провода.

В этом случае существует простая геометрическая формула для монолитного круглого провода:

S = π * R ² = π * D ² /4 , или наоборот

D = √ 4*S/π)

Для проводников прямоугольного сечения:

S = h*m ​​ ,

Где:

• S — 900 мм площадь жилы0420 2 ;
• R — радиус сердцевины в мм;
• D — диаметр жилы в мм;
• h, м — ширина и высота соответственно в мм;
• π Является ли число пи равным 3,14.

Если вы приобретаете многожильный провод, у которого одна жила состоит из множества скрученных жил круглого сечения, то расчет ведется по формуле:

S = N * D ² /1,27 ,

Где N — количество проводов в жиле.

Провода со скрученными жилами из нескольких проволок, как правило, имеют лучшую проводимость, чем монолитные провода. Это связано с особенностями протекания тока по круглому проводнику.

Электрический ток – это движение одноименных зарядов по проводнику. Одноименные заряды отталкиваются, поэтому плотность распределения заряда смещается к поверхности проводника.

Еще одним преимуществом многожильных проводов является их гибкость и механическая прочность. Монолитные провода дешевле и используются в основном для стационарной прокладки.

Этап №4 — расчет силовой части на практике

Задача : Суммарная мощность потребителей на кухне 5000 Вт (имеется в виду пересчет мощности всех реактивных потребителей). Все потребители подключены к однофазной сети 220 В и питаются от одной ветки.

Таблица 2. Если в дальнейшем планируется подключение дополнительных потребителей, в таблице указаны требуемые мощности обычных бытовых приборов (+)

Решение :

Коэффициент одновременности K принимается равным 0,8. Кухня — это место постоянных инноваций, неважно, коэффициент безопасности J = 2,0. Общая расчетная мощность составит:

P = 5000 * 0,8 * 2 = 8000 Вт = 8 кВт

Используя значение расчетной мощности, ищем ближайшее значение в таблице 1.

Ближайшее подходящее сечение проводника для однофазная сеть — медная жила сечением 4 мм ² . Аналогичное сечение провода с алюминиевым сердечником 6 мм ² .

Для одножильного провода минимальный диаметр будет 2,3 мм и 2,8 мм соответственно. В случае многожильного варианта сечение отдельных жил суммируется.

Фотогалерея

Фото

На кухнях обычно сосредоточено наибольшее количество мощных потребителей электроэнергии и менее «прожорливых» бытовых приборов.

В санузлах и совмещенных санузлах тоже может быть внушительное количество электрооборудования.

В зависимости от мощности технического узла его питание осуществляется от общей или отдельной линии электропередачи. Расчеты производятся для группы розеток, для потребителей отдельных линий выбираются по мощности

К розеточному блоку, питаемому от одной ЛЭП, можно подключать только маломощные устройства: смесители, фены, кофемолки и т.п.

Микроволновые печи, варочные панели и электрические духовки требуют подключения к отдельной линии электропитания

Нормальная работа стандартной стиральной машины должна обеспечиваться отдельной линией электропитания

Обязательная прокладка отдельной ветки электроснабжения требует холодильников и электроплит

В гигиенических помещениях прокладываются отдельные линии для джакузи, электронных крышек для биде, душевых кабин

Помещение с максимальным количеством бытовой техники

Техническое оснащение санузлов и санузлы совмещенные

Подключить мощные электропотребители

Блок розеток для маломощной техники

Варочная панель требует правильного подключения

Электропроводка для стиральной машины

Раздельные силовые ветки для холодильников

Мощные энергопотребители в санузлах и санузлах

Расчет сечения по току

Расчет необходимого сечения по току и мощности кабелей и проводов даст более точные результаты. Такие расчеты позволяют оценить общее влияние различных факторов на проводники, в том числе термическую нагрузку, марку проволоки, тип прокладки, условия эксплуатации и т. д.

Весь расчет проводится в ходе следующих этапов:

• выбор мощности всех потребителей;
• расчет токов, проходящих через проводник;
• подбор подходящего сечения по таблицам.

Для данного варианта расчета действующая мощность потребителей с напряжением принимается без учета поправочных коэффициентов. Они будут учтены при суммировании силы тока.

Этап №1 — расчет силы тока по формулам

Для тех, кто забыл школьный курс физики, предлагаем основные формулы в виде графической схемы в качестве наглядной шпаргалки:

«Классическое колесо» демонстрирует взаимосвязь формул и взаимозависимость характеристик электрических ток (I — сила тока, P — мощность, U — напряжение, R — радиус жилы)

Запишем зависимость силы тока I от мощности P и линейного напряжения U:

I = P/U _л ,

Где:

• I — сила тока, взятая в амперах;
• P — мощность в ваттах;
• U _l — напряжение сети в вольтах.

Линейное напряжение в общем случае зависит от источника питания, бывает одно- и трехфазным.

Соотношение линейного и фазного напряжения:

1. U _l = U * cosφ в случае однофазного напряжения.
2. U _l = U * √3 * cosφ в случае трехфазного напряжения.

Для бытовых электропотребителей принять cosφ = 1, поэтому линейное напряжение можно переписать:

1. U _l = 220 В для однофазного напряжения.
2. U _l = 380 В для трехфазного напряжения.

Далее суммируем все потребляемые токи по формуле:

I=(I1+I2+…IN)*K*J ,

Где:

• I — общий ток в амперах;
• И1..В — сила тока каждого потребителя в амперах;
• К — коэффициент одновременности;
• J — запас прочности.

Коэффициенты K и J имеют те же значения, которые использовались при расчете общей мощности.

Возможен случай, когда в трехфазной сети по разным фазным проводникам протекает ток неодинаковой силы.

Это происходит, когда однофазные потребители и трехфазные потребители подключены к трехфазному кабелю одновременно. Например, запитан трехфазный автомат и однофазное освещение.

Возникает естественный вопрос: как в таких случаях рассчитывается сечение многожильного провода? Ответ прост – расчеты производятся для наиболее нагруженного проводника.

Этап №2 — выбор подходящего сечения по таблицам

В правилах эксплуатации электроустановок (ПЭС) приведен ряд таблиц для выбора необходимого сечения жилы кабеля.

Электропроводность проводника зависит от температуры. Для металлических проводников сопротивление увеличивается с повышением температуры.

При превышении определенного порога процесс становится самоподдерживающимся: чем выше сопротивление, тем выше температура, выше сопротивление и т. д., пока проводник не перегорит или не вызовет короткое замыкание.

В следующих двух таблицах (3 и 4) показано поперечное сечение проводников в зависимости от тока и способа монтажа.

Таблица 3. Сначала необходимо выбрать способ прокладки проводов, от этого зависит насколько эффективно происходит охлаждение (+)

Кабель отличается от провода тем, что все провода с собственной изоляцией на кабеле скручены в пучок и заключены в общую изоляционную оболочку. Более подробно о различиях и видах кабельной продукции написано в этой .

Таблица 4. Открытый способ указан для всех значений сечения жил, однако на практике сечения менее 3 мм2 открыто не прокладывают из соображений механической прочности (+)

При использовании таблиц к допустимому длительному току применяются следующие коэффициенты:

• 0,68, если 5-6 жил;
• 0,63 при 7-9 проживших;
• 0,6 если жило 10-12.

К текущим значениям из столбца «открыто» применяются понижающие коэффициенты.

Нулевая и заземляющая жилы в число жил не входят.

По нормам ПЭС выбор сечения нулевой жилы по допустимому длительному току производится не менее 50% фазной жилы.

Следующие две таблицы (5 и 6) показывают зависимость допустимого продолжительного тока при прокладке в земле.

Таблица 5. Допустимые продолжительные зависимости тока для медных кабелей при прокладке в воздухе или в земле

Токовые нагрузки при открытой прокладке и при заглублении в землю различны. Их принимают равными, если укладка в грунт осуществляется с помощью лотков.

Таблица 6. Допустимые продолжительные зависимости тока для алюминиевых кабелей при прокладке в воздухе или в земле

Следующая таблица (7) относится к размещению временных линий электроснабжения (несущих, если для частного использования).

Таблица 7. Допустимый длительный ток при использовании переносных шланговых шнуров, переносных шланговых и шахтных тросов, прожекторов, гибких переносных проводов. Используются только медные жилы

При прокладке кабелей в земле помимо теплоотводящих свойств необходимо учитывать удельное сопротивление, что отражено в следующей таблице (8):

Таблица 8. Поправочный коэффициент в зависимости от вида и удельного сопротивления грунта на допустимый длительный ток, при расчете сечения кабеля (+)

Расчет и выбор медных жил до 6 мм ² или алюминиевых до 10 мм ² проводимость как для постоянного тока.

В случае больших сечений можно применить понижающий коэффициент:

0,875 * √T _pv

Где T _pv — отношение продолжительности включения к длительности цикла.

Продолжительность включения берется из расчета не более 4 минут. При этом цикл не должен превышать 10 минут.

При выборе кабеля для электропроводки особое внимание уделяется его огнестойкости.

Этап №3 — расчет сечения токопровода на примере

Задача : медный кабель для подключения:

• Трехфазный деревообрабатывающий станок мощностью 4000 Вт;
• Трехфазный сварочный аппарат мощностью 6000 Вт;
• бытовые приборы в доме общей мощностью 25000 Вт;

Подключение осуществляется пятижильным кабелем (три фазных провода, один нейтральный и один заземляющий), проложенным в земле.

Изоляция кабельной продукции рассчитывается на определенное значение рабочего напряжения. Следует отметить, что указанное изготовителем рабочее напряжение его изделия должно быть выше напряжения в сети

Решение.

Шаг 1. Рассчитываем линейное напряжение трехфазного подключения:

U _л = 220*√3 = 380 В

Шаг №2. Бытовые приборы, станки и сварочные аппараты имеют реактивную мощность, поэтому мощность машин и оборудования будет:

P _те = 25000 / 0,7 = 35700 Вт

P _об = 10000 / 0,7 = 14300 Вт

# 9300303 Сила тока, необходимая для подключения бытовой техники:

I _те = 35700/220 = 162 А

Шаг #4 . Ток, необходимый для подключения оборудования:

I _rev = 14300/380 = 38 А

Шаг № 5 . Необходимый ток для подключения бытовых приборов рассчитывается исходя из расчета одной фазы. По условию задачи выделяют три фазы. Следовательно, ток можно распределить по фазам. Для простоты примем равномерное распределение:

I _те = 162/3 = 54 А

Шаг № 6. Ток на фазу:

I _f = 38 + 54 = 92 А

Шаг № 7 при этом, кроме этого заложим запас равный 1,5. После применения поправочных коэффициентов:

I _f = 92 * 1,5 * 0,8 = 110 А

Шаг № 8. Хотя кабель содержит 5 жил, учитываются только трехфазные жилы. По таблице 8 в столбе трехжильного кабеля в земле находим, что току 115 А соответствует сечение жилы 16 мм ² .

Шаг № 9 . По таблице 8 применяем поправочный коэффициент в зависимости от характеристик земли. Для нормального типа земли коэффициент равен 1.

Шаг №10 . Необязательно рассчитайте диаметр жилы:

D = √(4*16/3,14) = 4,5 мм

Если расчет производился только по мощности, без учета особенностей кабеля, сечение жилы будет 25 мм ² . Расчет силы тока более сложен, но иногда позволяет сэкономить значительные средства, особенно если речь идет о многожильных силовых кабелях.

Подробнее о взаимосвязи между напряжением и током можно прочитать .

Расчет падения напряжения

Любой проводник, кроме сверхпроводников, имеет сопротивление. Поэтому при достаточной длине кабеля или провода происходит падение напряжения. Стандарты

PES требуют, чтобы поперечное сечение жилы кабеля было таким, чтобы падение напряжения составляло не более 5%.

Таблица 9. Удельное сопротивление общих металлических жил (+)

В первую очередь это относится к низковольтным кабелям малого сечения.

Расчет падения напряжения производится следующим образом:

R = 2 * (ρ * L) / S ,

U _pad = I * R ,

U 1 = 9005 U _{колодка} / U _lin ) * 100 ,

Где:

• 2 — коэффициент в связи с тем, что ток протекает обязательно в двух жилах;
• R — сопротивление проводника, Ом;
• ρ — удельное сопротивление жилы, Ом*мм ² /м;
• S — сечение жилы, мм ² ;
• У _{колодка} — падение напряжения, В;
• U _% — падение напряжения относительно U _lin , %.

С помощью формул можно самостоятельно произвести необходимые расчеты.

Нести пример расчета

Задача : рассчитать падение напряжения на медном проводе с сечением одной жилы 1,5 мм ² . Провод необходим для подключения однофазного электросварочного аппарата общей мощностью 7 кВт. Длина провода 20 м.

Если вы хотите подключить к ветке электросети бытовой сварочный аппарат, то следует учитывать ситуацию, для которой предназначен кабель. Не исключено, что суммарная мощность работающих устройств может быть выше. Оптимальный вариант — подключение потребителей к отдельным веткам

Решение:

Шаг 1. Рассчитываем сопротивление медного провода по таблице 9:

R = 2 * (0,0175 * 20) / 1,5 = 0,47 Ом

Шаг № 2. Ток, протекающий по проводнику:

I = 7000/220 = 31,8 А

2 Шаг № 3,4 90 Падение напряжения на проводе:

U _{колодка} = 31,8 * 0,47 = 14,95 В

Шаг №4.