Расчет тока по мощности автомата: Онлайн расчет автомата по мощности

формула, онлайн расчет, выбор автомата

Проектируя электропроводку в помещении, начинать надо с расчета силы тока в цепях. Ошибка в этом расчете может потом дорого обойтись. Электрическая розетка может расплавиться под действием слишком сильного для нее тока. Если ток в кабеле больше расчетного для данного материала и сечения жилы, проводка будет перегреваться, что может привести к расплавлению провода, обрыва или короткого замыкания в сети с неприятными последствиями, среди которых необходимость полной замены электропроводки – еще не самое плохое.

Знать силу тока в цепи надо и для подбора автоматических выключателей, которые должны обеспечивать адекватную защиту от перегрузки сети. Если автомат стоит с большим запасом по номиналу, к моменту его срабатывания оборудование может уже выйти из строя. Но если номинальный ток автоматического выключателя меньше тока, возникающего в сети при пиковых нагрузках, автомат будет доводить до бешенства, постоянно обесточивая помещение при включении утюга или чайника.

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).

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.

Онлайн расчет мощности тока для однофазной и трехфазной сети

Подбор автомата по мощности

Как подобрать АВ по мощности

Выбор защитных автоматических выключателей производится не только в ходе установки новой электрической сети, но и при модернизации электрощита, а также при включении в цепь дополнительных мощных приборов, повышающих нагрузку до такого уровня, с которым старые устройства аварийного отключения не справляются. И в этой статье речь пойдет о том, как правильно производить подбор автомата по мощности, что следует учитывать в ходе этого процесса и каковы его особенности.

Непонимание важности этой задачи может привести к очень серьезным проблемам. Ведь зачастую пользователи не утруждают себя, производя выбор автоматического выключателя по мощности, и берут в магазине первое попавшееся устройство, пользуясь одним из двух принципов – «подешевле» или «помощнее». Такой подход, связанный с неумением или нежеланием рассчитать суммарную мощность устройств, включенных в электросеть, и в соответствии с ней подобрать защитный автомат, зачастую становится причиной выхода дорогостоящей техники из строя при коротком замыкании или даже пожара.

Для чего нужны защитные автоматы и как они работают?

Современные АВ имеют две степени защиты: тепловую и электромагнитную. Это позволяет обезопасить линию от повреждения в результате длительного превышения протекающим током номинальной величины, а также короткого замыкания.

Тепловой и электромагнитный расцепители

Основным элементом теплового расцепителя является пластина из двух металлов, которая так и называется – биметаллической. Если на нее в течение достаточно длительного времени воздействует ток повышенной мощности, она становится гибкой и, воздействуя на отключающий элемент, вызывает срабатывание автомата.

Наличием электромагнитного расцепителя обусловлена отключающая способность автоматического выключателя при воздействии на цепь сверхтоков короткого замыкания, выдержать которые она не сможет.

Расцепитель электромагнитного типа представляет собой соленоид с сердечником, который при прохождении сквозь него тока высокой мощности моментально сдвигается в сторону отключающего элемента, выключая защитное устройство и обесточивая сеть.

Это позволяет обеспечить защиту провода и приборов от потока электронов, величина которого намного выше расчетной для кабеля конкретного сечения.

Чем опасно несоответствие кабеля сетевой нагрузке?

Правильный подбор защитного автомата по мощности – очень важная задача. Неверно выбранное устройство не защитит линию от внезапного возрастания силы тока.

Неправильно подобранный автоматический выключатель

Но не менее важно правильно подобрать по сечению кабель электропроводки. В противном случае, если суммарная мощность превысит номинальную величину, которую способен выдерживать проводник, это приведет к значительному росту температуры последнего. В итоге изоляционный слой начнет плавиться, что может привести к возгоранию.

Чтобы более наглядно представить, чем грозит несоответствие сечения проводки суммарной мощности включенных в сеть устройств, рассмотрим такой пример.

Новые хозяева, купив квартиру в старом доме, устанавливают в ней несколько современных бытовых приборов, дающих суммарную нагрузку на цепь, равную 5 кВт. Токовый эквивалент в этом случае будет составлять около 23 А. В соответствии с этим в цепь включается защитный автомат на 25 А. Казалось бы, выбор автомата по мощности сделан верно, и сеть готова к эксплуатации. Но через некоторое время после включения приборов в доме появляется задымление с характерным запахом горелой изоляции, а через некоторое время возникает пламя. Автоматический выключатель при этом не будет отключать сеть от питания – ведь номинал тока не превышает допустимого.

Перегрелась старая электропроводка

Если хозяина в этот момент не окажется поблизости, расплавленная изоляция через некоторое время вызовет короткое замыкание, которое, наконец, спровоцирует срабатывание автомата, но пламя от проводки может уже распространиться по всему дому.

Причина в том, что хотя расчет автомата по мощности был сделан правильно, кабель проводки сечением 1,5 мм² был рассчитан на 19 А и не мог выдержать имеющейся нагрузки.

Чтобы вам не пришлось браться за калькулятор и самостоятельно высчитывать сечение электропроводки по формулам, приведем типовую таблицу, в которой легко найти нужное значение.

Таблица зависимости сечения провода от мощности тока

 

Защита слабого звена электроцепи

Итак, мы убедились, что расчет автоматического выключателя должен производиться, исходя не только из суммарной мощности включенных в цепь устройств (независимо от их количества), но и из сечения проводов. Если этот показатель неодинаков на протяжении электрической линии, то выбираем участок с наименьшим сечением и производим расчет автомата, исходя из этого значения.

Требования ПУЭ гласят, что выбранный автоматический выключатель должен обеспечивать защиту наиболее слабого участка электроцепи, или иметь номинал тока, который будет соответствовать аналогичному параметру включенных в сеть установок. Это также означает, что для подключения должны использоваться провода, поперечное сечение которых позволит выдержать суммарную мощность подключенных устройств.

Как выполняется выбор сечения провода и номинала автоматического выключателя – на следующем видео:

Если нерадивый хозяин проигнорирует это правило, то в случае аварийной ситуации, возникшей из-за недостаточной защиты наиболее слабого участка проводки, ему не стоит винить выбранное устройство и ругать производителя – виновником сложившейся ситуации будет только он сам.

Подбор АВ всегда выполняется индивидуально

Как рассчитать номинал автоматического выключателя?

Допустим, что мы учли все вышесказанное и подобрали новый кабель, соответствующий современным требованиям и имеющий нужное сечение. Теперь электропроводка гарантированно выдержит нагрузку от включенных бытовых приборов, даже если их достаточно много. Теперь переходим непосредственно к выбору автоматического выключателя по номиналу тока. Вспоминаем школьный курс физики и определяем расчетный ток нагрузки, подставляя в формулу соответствующие значения: I=P/U.

Здесь I – величина номинального тока, P – суммарная мощность включенных в цепь установок (с учетом всех потребителей электричества, в том числе и лампочек), а U – напряжение сети.

Чтобы упростить выбор защитного автомата и избавить вас от необходимости браться за калькулятор, приведем таблицу, в которой указаны номиналы АВ, которые включаются в однофазные и трехфазные сети, и соответствующие им мощности суммарной нагрузки.

Подбор АВ для одно и трехфазной цепи

 

Эта таблица позволит легко определить, сколько киловатт нагрузки какому номинальному току защитного устройства соответствуют. Как мы видим, автомату 25 Ампер в сети с однофазным подключением и напряжением 220 В соответствует мощность 5,5 кВт, для АВ на 32 Ампера в аналогичной сети – 7,0 кВт (в таблице это значение выделено красным цветом). В то же время для электрической сети с трехфазным подключением «треугольник» и номинальным напряжением 380 В автомату на 10 Ампер соответствует мощность суммарной нагрузки 11,4 кВт.

Наглядно про подбор автоматических выключателей на видео:

Заключение

В представленном материале мы рассказали о том, для чего нужны и как работают устройства защиты электрической цепи. Кроме того, учитывая изложенную информацию и приведенные табличные данные, у вас не вызовет затруднения вопрос, как выбрать автоматический выключатель.

Как рассчитать мощность автомата по нагрузке и выбрать модель

Во многих жилых домах, построенных более 20 лет назад, имеются проблемы с электрической проводкой, так как добавляется все новая и новая бытовая техника, с высокими требованиями к качеству сети и с иными показателями мощности. Одна из проблем – несоответствие силы тока сечению проводки. Всем знакомо короткое замыкание или прострел витка.

Чтобы избежать подобного, одной замены кабелей вовсе не достаточно, нужно устанавливать защитные автоматы, позволяющие избежать утечки напряжения. Полезно будет узнать, как подобрать дифференциальный автомат или обычный автомат (автоматический выключатель) в свою квартиру в зависимости от нагрузки.

Отличия защитных устройств

Следует различать аппарат в виде дифавтомата и устройство защитного отключения. На первый взгляд особой видимой разницы в нет, но это не так.

УЗО служит для обесточивания сети при выявлении малейшей утечки в цепи. Например, при повреждении электрического кабеля, чтобы не травмировать человека, цепь будет отключена.

Дифавтомат, помимо УЗО, оснащен встроенным выключателем автоматического типа. Он служит для обесточивания системы, предотвращения короткого замыкания, перегрузки цепи, в общем. Одним словом, это два в одном.

Обычный автоматический выключатель (автомат) защищает цепь от перегрузки, но он не может создать безопасные условия для человека. Поэтому в современных строениях устанавливают либо дифавтоматы, либо УЗО и автоматы совместно.

Подбор любого защитного устройства зависит от характеристик сети. В первую очередь от нагрузки, подключенной к ней. Поэтому важно знать, как рассчитать мощность автомата по нагрузке.

Плюсы и минусы

Преимуществом дифавтомата в его компактности, многофункциональности, 100% защита цепи от внезапных перегрузок или иной опасности. Ну а главный «козырь» — стоимость, которая ниже, нежели суммарная стоимость УЗО и выключателя автоматического типа.

Если учитывать единичный случай, то разница не слишком ощутима, но при покупке на весь дом выгода существенная. Впрочем, многое зависит от марки изделия. Монтаж занимает мало времени, на рейке дифавтомат также помещается довольно компактно.

Есть и свои недостатки у дифавтоматов. При выходе со строя придётся приобретать изделие в комплекте, а не по отдельности.

Возникновение короткого замыкания приведёт к трудностям в поиске его причины. При разделенной установке идентификация намного проще: выключился УЗО – утечка, автомат – короткое замыкание.

Какой выбрать вид защитного устройства, вопрос не из лёгких. Как делают многие электрики: если речь идёт о небольшой квартире, тогда используйте дифавтомат.

Когда собираетесь монтировать сложные конструкции, лучше всего устанавливать отдельные блоки УЗО и выключатели автоматического типа на группу. Причём на каждую группу монтировать свой отдельный выключатель.

Каковы критерии отбора оборудования

Если всё-таки отдали предпочтение дифавтомату, как продукту современных технологий, внимательно выбирайте изделие. Тщательным образом ознакомьтесь с его техническими данными. При выборе автомата по мощности нагрузки, обращают внимание на следующее:

  • напряжение и фазы: изделия по номинальному однофазному и трёхфазному типу, 220В и 360 В, соответственно. В первом вариант одна клемма, во втором – три для подключения. Все показатели указываются в паспорте на оборудование и маркируются на внешней стороне корпуса;
  • сила тока утечки: обозначается греческим символом «дельта» и исчисляется в миллиамперах. Корректно подобрать можно, основываясь на такие данные: на дом в целом – до 350 мА, на конкретную группу – 30 мА, точки и освещение – 30мА, одиночные точки – 15мА, бойлер – 10мА;
  • класс оборудования: А – сработка в результате утечки постоянного напряжения. АС – при утечке переменного тока;
  • защита от порыва «ноля»: при обнаружении подобного, система идентифицирует это как порыв и отключает оборудование;
  • время отключения: обозначается символом Tn и не должно превышать 0,3 секунды.

Для бытовых нужд наиболее распространёнными являются приборы с маркировкой «C» и диапазоном 25А. Монтаж вводных конструкций требует более мощных в виде C50, 65, 85, 95.

Розетки и прочие точки – C15, 25. Приборы освещения – C7, 12, электрическая плита – C40.

Можно сказать, что это временная характеристика максимальной кратковременной мощности тока, которую может выдержать автомат и не сработать. «C» означает, что автомат срабатывает при превышении номинального тока в 5-10 раз.

Вычисление показателей

Расчет мощности при выборе автомата проводится так. Например, все монтажные работы выполнены электрическим кабелем с сечением 3,0 и максимальной силой 25А.

Общая мощность приборов равна: микроволновая печь 1,5 kW, электрочайник 2,1 kW, холодильник 0.7 kW, телевизор 0.5 kW. Суммарная мощность получается равной 4,7 kW или же 4.7 * 1000 W.

Чтобы мощность в каждой цепи было проще рассчитать, нагрузку разделяют на группы. Оборудование наибольшей мощности подключают отдельно. Не стоит пренебрегать нагрузкой малой мощности, поскольку при расчетах в сумме может получиться существенный результат.

Для вычисления используем формулу: мощность / напряжение. Итого 21,3 А. Потребуется УЗО или дифавтомат с граничным потреблением 25А, не более. Если количество потребителей более двух, то суммарную мощность следует умножать на 0,7, для корректировки данных. При нагрузке три и более – на 1,0.

Понижающие коэффициенты для некоторых приборов:

  • холодильное оборудование от 0,7 до 0,9, в зависимости от характеристик мотора;
  • подъёмные устройства и лифты 0,7;
  • оргтехника 0,6;
  • люминесцентные лампы 0,95;
  • лампы накаливания 1,1;
  • тип ламп ДРЛ 0,95;
  • неоновые газовые установки 0,4.

Понижение мощности обусловлено тем, что не все приборы могут быть включены одновременно.

По значению рабочего тока нагрузки подбирается автомат. Номинал автомата должен быть чуть меньше рассчитанного значения тока, но допускается выбирать и немного большие значения.

Значение тока при выборе сечения кабеля

Соответствие тока сечению жил кабеля можно проверить по таблице

Сводные характеристики для однофазного автомата:

  • сила 17А – показатель мощности до 3,0 кВт – ток 1,6 – сечение 2,4;
  • 26А – до 5,0 – 25,0 – 2,6;
  • 33А – 5,9 – 32,0 – 4,1;
  • 42А – 7,4 – 40,0 – 6,2;
  • 51А – 9,2– 48,4 – 9,8;
  • 64А – 12,1 – 62,0 – 16,2;
  • 81А – 14,4 – 79,0 – 25,4;
  • 101А – 18,3 – 97,0 – 35,2;
  • 127А – 22,4 – 120,0 – 50,2;
  • 165А – 30,0 – 154,0 – 70,1;
  • 202А – 35,4 – 185,0 – 79,2;
  • 255А – 45,7 – 240,0 – 120,0;
  • 310А – 55,4 – 296,0 – 186,2.

Можно также воспользоваться специальным графиком, по которому определяется номинальный ток автомата в зависимости от мощности нагрузки.

Нужное сечение кабеля подбирается исходя из суммарной мощности тока, проходящего через провод, рассчитать её поможет формула, схема расчета такова:

I = P/U,

где сила тока = суммарный показатель мощности разделён на напряжение в цепи. В большинстве случаев электрики используют именно эту формулу.

Более точная формула расчета мощности P=I*U*cos φ, где φ – угол между векторами тока, проходящего через автомат, и напряжения (не стоит забывать, что они могут быть переменными). Но поскольку в бытовых устройствах, работающих от однофазной сети, сдвига фазы между током и напряжением практически нет, то применяют упрощенную формулу мощности.

Если сеть трехфазная, то может наблюдаться существенный сдвиг фаз. В этом случае при расчетах мощность уменьшается, а получившийся ток надо делить на 3.

Так, для прибора мощность 6,5 кВт:

I = 6500/380/0,6=28,5

28,5/3=9,5 А

На электроприборах часто делают маркировку или прикрепляют табличку, с указанием этого параметра и значения мощности. Это позволяет быстро произвести расчеты. В трехфазной сети для нагрузки большой мощности применяют автоматы типа D.

Калькулятор расчёта тока нагрузки для выбора автоматического выключателя

С помощью данного калькулятора Вы можете рассчитать номинальный ток автоматического выключателя по мощности подключаемых через него электроприборов.

Введите значения в форму ниже: суммарную мощность электрооборудования, тип потребителя и параметры сети (фазность и напряжение).

*Примерные значения коэффициента мощности представлены в таблице:

Бытовые электроприборы Мощность, Вт cos φ
Электроплита 1200 — 6000 1
Обогреватель 500 — 2000 1
Пылесос 500-2000 0,9
Утюг 1000 — 2000 1
Фен 600 — 2000 1
Телевизор 100 — 400 1
Холодильник 150 — 600 0,95
СВЧ-печь 700 — 2000 1
Электрочайник 1500 — 2000 1
Лампы накаливания 60 — 250 1
Люминесцентные лампы 20 — 400 0,95
Бойлер 1500 — 2000 1
Компьютер 350 — 700 0,95
Кофеварка 650 — 1500 1
Стиральная машина 1500 — 2500 0,9
Электроинструмент Мощность, Вт cos φ
Электродрель 400 — 1000 0,85
Болгарка 600 — 3000 0,8
Перфоратор 500 — 1200 0,85
Компрессор 700 — 2500 0,7
Электромоторы 250 — 3000 0,7 — 0,8
Вакуумный насос 1000 — 2500 0,85
Электросварка (дуговая) 1800 — 2500 0,3 — 0,6
предназначение устройства, принцип работы, подбор номинала по таблице

Расчет автомата по мощностиПри проведении электромонтажных работ основным критерием всегда должна выступать безопасность. Ведь от этого зависит очень многое, вплоть до жизни и здоровья человека. И совершенно не имеет значения причина подобного мероприятия. В любом случае необходимо правильно подобрать защитные устройства. Именно в связи с этим придётся провести расчёт автомата по мощности, учитывая некоторые важные нюансы.

Автоматические выключатели

Автоматические выключателиКаждому, кто сталкивался с электропроводкой, приходилось слышать об автоматических выключателях или автоматах. В первую очередь грамотный электрик всегда посоветует отнестись к выбору столь важной части электросети с особой щепетильностью. Так как впоследствии именно этот нехитрый прибор может избавить от многих неприятностей.

Совершенно неважно, какого рода проводятся электромонтажные работы — ложится ли новая проводка в только что построенном доме, заменяется старая, модернизируется щиток или прокладывается отдельная ветка для слишком энергоёмких приборов — в любом случае особое внимание необходимо уделить подбору автомата по мощности и прочим параметрам.

Предназначение устройства

Любой современный автомат имеет две степени защиты. Это означает, что помочь он сможет в двух, наиболее распространённых ситуациях.

  1. Предназначение устройстваПервая, подразумевает перегрев проводки в результате прохождения по ней токов, больше номинальных. К чему это может привести, догадаться несложно: перегорание кабеля, а в итоге короткое замыкание или вообще возгорание.
  2. Вторая ситуация, предотвратить которую способен автоматический выключатель, это короткое замыкание, вследствие которого сила тока в цепи может увеличиваться на огромные значения, а это чревато в лучшем случае выходом из строя всего электрооборудования. В худшем — возгоранием электротехники, а от неё и всего помещения. Говорить же о целостности проводки и вовсе не приходится.

Таким образом, автомат способен защитить не только личное имущество, но в некоторых случаях и жизнь. Хотя для этого необходимо провести грамотный расчёт автоматического выключателя по мощности и ряду других параметров. А также не стоит брать автомат «с запасом», так как при критических значениях токов в сети он банально может не сработать, что равнозначно его отсутствию.

Что же касается защиты человека от поражения электрическим током в результате прикосновения к токоведущим частям, то здесь предпочтительнее использовать УЗО.

Принцип работы

Основной задачей защитного выключателя является отсечение подачи электрического тока от подающего кабеля в сеть потребителя. Происходит это благодаря расцепителям, находящимся в теле автомата. Причём существуют два вида таких частей:

  1. Электромагнитные, представляющие собой катушку, пружину и сердечник, который при превышении номинальных токов втягивается и через пружину разъединяет контакты. Происходит это практически мгновенно — от 0,01 до 0,001 секунды, что способно обеспечить надёжную защиту.
  2. Биметаллические тепловые — срабатывают при прохождении токов, превышающих предельные значения. При этом биметаллическая пластина, являющаяся основой такого расцепителя, изгибается и происходит разрыв контактов.

Устройство автомата

Для более надёжного отключения в большинстве современных моделей автоматов стараются применять оба вида расцепителей.

Виды АВ и их особенности

Учитывая разнообразие электросетей и определённых ситуаций, автоматы могут быть разных видов. Принцип их работы ничем существенным не отличается — срабатывают всё те же расцепители, но в зависимости от ситуации и ряда других нюансов используют разные их вариации.

Так, для стандартной однофазной сети напряжением 220 вольт выпускаются однополюсные и двухполюсные АВ. Первые способны разрывать лишь один провод — фазу. Вторые могут работать и с фазой, и с нулём. Безусловно, предпочтительнее использовать второй вариант. Особенно, если дело касается помещений с повышенной влажностью. Конечно, и однополюсный автомат вполне справится со своей задачей, но могут возникнуть ситуации, когда перегоревшие провода замкнут между собой. В таком случае, естественно, фаза будет отсечена, но вот нулевой провод окажется под напряжением, что может быть крайне опасно.

Виды АВ и их особенности

Для трёхфазных сетей напряжением 380 вольт используются трёх- или четерёхполюсные автоматы. Устанавливать их необходимо и на входе, и непосредственно перед потребителем. Как понятно, такие автоматы отсекают все три фазы, подключённые к ним. В редких случаях возможно использование одно- или двухполюсных защитных устройства для отсекания, соответственно, одной или двух фаз.

Выбор защитного устройства

Выбор защитного устройстваКонечно, любой автомат превосходно справится с возложенными на него задачами — это не вызывает сомнения, если он исправен. Но дело в том, что подбирать АВ необходимо с учётом нескольких параметров.

Если выбранный автомат слишком «слабый», то будут происходить постоянные ложные срабатывания. И наоборот, слишком «сильная» модель, будет иметь довольно сомнительную полезность.

Мощность нагрузки

Одной из возможностей подобрать защитное устройство является выбор автомата по мощности нагрузки. Для этого необходимо узнать значение тока нагрузки. И уже из этих данных выбирать соответствующий номинал. Проще всего (да и точнее) это сделать с помощью закона Ома по формуле:

I=P/U,

где P — мощность потребителя (холодильник, микроволновая печь, стиральная машина и т. п. ), а U — напряжение сети.

Для примера потребитель будет взят 1,5 кВт, а напряжение сети обычное 220 В. Имея эти данные, подставив их в формулу, получится:

I = 1500/220 = 6,8 А.

В случае с трёхфазной сетью 380 вольт, напряжение будет 380 В.

Опираясь на закон Ома, можно без труда посчитать мощность нагрузки, из которой подбирать требуемый номинал автомата. Однако не стоит забывать, что, выбирая таким образом АВ, необходимо сложить нагрузку всех потребителей.

Выбор автомата по мощности нагрузки.

Существует и ещё одна формула для выбора автоматического выключателя по току, но она немного сложнее, но и конечный результат будет куда более точен. На практике это не принципиально, но в ознакомительных целях всё же стоит её привести:

I=P/U*cos φ.

Значения I, P, U будут теми же, что и в законе Ома, а вот cos φ — это коэффициент мощности, который учитывает в нагрузке реактивную составляющую. Это значение помогает определить таблица 6.12 нормативного документа СП 31−110−2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий».

Для примера данные будут использованы те же, т. е. потребитель 1,5 кВт, а напряжение всё те же 220 В. Согласно таблице, cos φ будет равен 0,65, как для вычислительных машин. Следовательно:

I = 1500 Вт/220 В * 0,65 = 4,43 А.

Сечение кабеля

Выбирать автомат лишь по мощности нагрузки будет непростительной ошибкой, которая может дорого стоить. Ведь если не учесть при этом сечение кабеля, то теряется всякий смысл в подборе автомата. Однако полученные значения нагрузки и номинал АВ смогут помочь в подборе необходимого кабеля.

Сечение кабеля

Для этого не понадобится делать никаких расчётов, так как достаточно воспользоваться таблицей № 1.3.6 и 1.3.7 ПУЭ, где понятие длительно допустимый ток означает проходящее длительное время по проводнику напряжение, не вызывающее чрезмерного его нагрева. Проще говоря, за это значение можно принять рассчитанную мощность нагрузки. И получить требуемое сечение медного или алюминиевого провода.

По току короткого замыкания

Чтобы выбрать автоматический выключатель по мощности хотя и понадобились некоторые расчёты, но они были крайне просты. Этого совсем нельзя сказать о расчётах при выборе автомата по токам короткого замыкания.

Выбор автомата по токам короткого замыкания.

Но при подборе номинала АВ для дома, коттеджа, квартиры или офиса, подобные расчёты будут излишни, так как основной показатель, особенно влияющий на данные, это длинна проводника. Но в подобных ситуациях она крайне мала, чтобы существенно повлиять на результат. Поэтому такие расчёты проводят лишь при проектировании подстанций и других подобных сооружений, где длина кабелей значительная.

Поэтому при выборе автоматического выключателя обычно приобретают модели с обозначением «С», где учитываются значения пусковых токов.

Подбор номинала

Выбор номинала автоматического выключателя должен соответствовать определённым требованиям. А конкретнее, автомат обязан сработать прежде, чем токи смогут превысить допустимые значения проводки. Из этого следует, что номинал автомата должен быть чуть меньше, нежели сила тока, которую способна выдержать проводка.

Выбрать нужный АВ довольно просто. Тем более что существует таблица номиналов автоматов по току, а это значительно упрощает задачу.

Исходя из всего этого, можно составить алгоритм, по которому проще всего подобрать автомат нужного номинала:

  • Для отдельно взятого участка вычисляется сечение и материал провода.
  • Из таблицы берётся значение максимального тока, который способен выдержать кабель.
  • Остаётся с помощью таблицы лишь выбрать автомат со значением чуть меньшим длительно допустимого тока.

Выбор номинала автоматического выключателя

Таблица содержит пять номиналов АВ 16 А, 25 А, 32 А, 40 А, 63 А, из которых и будет выбираться защитное устройство. Автоматы же меньших значений практически не используются, так как нагрузки современных потребителей просто не позволят этого сделать. Таким образом, имея необходимы значения, очень легко выбрать автомат, соответствующий конкретно взятому случаю.

Выбор автомата по мощности нагрузки: критерии подбора, расчет

Скорее всего, есть ещё немало людей, которые хорошо помнят старые добрые предохранительные электропробки, которые ставились непосредственно на счетчик электроэнергии и высокой надежностью они не отличались.

Но время не стоит на месте. Им на замену пришли электрические автоматы. Они при аварийной ситуации отключают подачу тока автоматически, а после ликвидации первопричины замыкания их можно вновь подключить. Мы разберем, какие вообще встречаются типы автоматических выключателей.

автоматические выключатели

Принцип работы автоматических размыкателей

Нормальный режим

схема

В штатном режиме, когда рычажок управления находится в верхнем рабочем положении, ток протекает через контакты в предохранителе на катушку соленоида. Затем попадает на биметаллическую пластинку расцепителя.

Если все нормально, ток проходит на нижнюю клемму и дальше отправляется в квартиру.

биметаллическая пластинка расцепителя

Перегрузка сети

В момент короткого замыкания или когда электролиния перегружена, это вызывает увеличение тока в цепи «розетка-предохранитель». Биметаллическая пластина мгновенно греется, прогибается и размыкает цепь.

После ликвидации причины КЗ или снятия нагрузки с подающей линии (например, отключили микроволновку), автомат успевает остыть и его снова можно включить.

Такова работа автоматического размыкателя в общих чертах.

Таким способом можно предотвратить более тяжелые последствия от перегрузок в цепи «электросчетчик — квартира».

Важно чтобы в момент перегрузки у потребителя находится размыкатель нужного номинала. Мы всегда рассчитываем на предохранитель.

Что будет если неправильно подобран предохранитель?

Если он слишком мал, то он будет прерывать подачу тока даже тогда, когда вы просто включите телевизор в гостиной.

Если его мощность слишком высока, то он просто не заметит перегрузки на линии, что вызовет перегрев электропроводки и возникнет реальная угроза пожара в помещении.

Поэтому важен выбор автомата по мощности нагрузки.

автоматы

Классификация и различия

Для чего он нужен? Это своего рода предохранитель для электросетей. Он поможет защитить одну комнату, квартиру или дом при аварийных ситуациях:

  • произошло короткое замыкание электропроводки;
  • поражение человека электричеством;
  • возникновение пожара.

Предохранитель, безусловно, нужен, но какой. Необходимо составить список всех бытовых устройств, которые нуждаются в электропитании. Не забываем и те устройства, которые включаются периодически — кондиционеры, электропечи, обогреватели и так далее. После этого можно произвести расчет автомата по мощности.

Есть специальные методики расчета мощности предохранителя, но мы поступим проще. Номиналы автоматов уже заранее рассчитаны. Все необходимые данные учтены и теперь не надо думать, над тем, как рассчитать мощность. Есть таблица, в которой сведены все параметры. Подобрать сетевой предохранитель для квартиры стало намного проще.

таблица расщета мощности

Таблица дает возможность легко и точно подобрать предохранитель в соответствии с напряжением в сети (222 В/380 В) и номинальное количеством фаз — одно или трехфазное.

По такому методу подбор автомата по мощности довольно точен.

Разберем на примере.

Из таблицы выбираем автомат на 25 Ампер. Для однофазной сети с напряжением в 220 В нужно устройство мощности 5.5 кВт.

Для 32 амперного устройства в аналогичной сети соответствует мощность в 7.0 киловатт. Если вы приобрели автомат на 6 квт то он явно не для вашей домашней электросети.

Для трёхфазных сетей на 380 Вольт предохранители вычисляем так же подобным образом.

Например, для автомата на 10 Ампер соответствует расчет мощности в 11.4 кВт.

Типы расцепителей

С тем, что предохранитель необходим, мы разобрались. Но какие они бывают? Есть два ключевых типа размыкателей:

  1. Тепловые.
  2. Электромагнитные.

Электромагнитные размыкатели хороши тем, что срабатывают практически мгновенно и обесточивают конкретный отрезок цепи, в котором произошло КЗ.

Электромагнитные размыкатели

Внутри это типичная катушка или соленоид с сердечником. Если начинается повышение номинального тока, сердечник втягивается вовнутрь катушки, размыкая цепь.

У тепловых предохранителей несколько иной принцип работы автоматического выключателя по току.

тепловой предохранитель

В момент короткого замыкания происходит нагрев пластины. От перегрева пластинка выгибается и замыкает отключающий компонент, который мгновенно обесточивает цепь. Но время срабатывания такого размыкателя соответствует току нагрузки.

Надо сказать, что есть и размыкатели, у которых отключающая способность улучшилась благодаря применению дистанционного управления. С их помощью можно как включить АВ, так и выключить, не приближаясь к распределительному шкафу.

Число полюсов

Еще один параметр для выбора предохранителя — количество полюсов. Но тут все понятно, если знать где будут использоваться эти АВ.

предохранители

Это свойство говорит нам о том — какое количество проводов на ввод возможно подключить к автоматическому выключателю. Но принцип работы остается прежним — при аварии сохраняет способность автоматического выключателя прерывать подачу электричества на данной линии.

Однополюсные

Однополюсный

Для предохранения электрических проводов с подключением розеток и приборов освещения. Ставятся, как правило, на фазный провод.

Двухполюсник

Двухполюсник

Для сетей, в которых подключаются мощные бытовые аппараты – от стиральных машин до бойлеров и электроплит.

Трехполюсники

Трехполюсник

Применяются для промышленных и полупромышленных приборов, для которых отключающая способность очень важна:

  • скважинные насосы;
  • сверлильные и токарные станки;
  • подъемники в автомастерских.
Четырехполюсные

Четырехполюсный

Автоматические выключатели такого типа применимы к защите от перегрузок кабельных сетей.

Маркировка

Как видим разновидности обширные. Как подбирать?

Чувствительность автомата помогает определить его маркировка:

  1. Тип A. Самые чувствительные предохранители. Реакция на КЗ практически мгновенная. Применяется для страхования высокоточного оборудования.
  2. Тип B. Могут применяться в бытовых целях. Имеют свойство срабатывать с небольшой задержкой по времени. Ставятся для защиты дорогостоящих бытовых потребителей тока — ЖК-телевизоры, компьютеры и так далее.
  3. Тип С. Самый распространённый выбор автоматического выключателя для защиты домашних сетей 220 В. В зависимости от типа теплового размыкателя способен сработать и моментально, и с некоторой задержкой по времени.Тип С
  4. Тип D. Обладают самой небольшой восприимчивостью к повышению токовой нагрузки. Устанавливаются в групповых щитках управления подачей электричества в подъезд или в здание.

щиток

Соответствие кабеля сетевой нагрузке

Безопасность электрической линии не в меньшей степени зависит от самих проводов и кабелей. В любой электропроводке есть разделение на группы. Для каждой из них соответствует провод или кабель определенного сечения. Ну и защиту провода обеспечивает автоматический предохранитель соответствующего номинала.

Подобрать какой автомат нам нужен, поможет таблица:

Соответствие кабеля сетевой нагрузке

По таблице легко определить какой нужен автоматический выключатель и сечение провода для просчитанной нагрузке на домашнюю электрическую сеть. Не забывайте про разницу между однофазным и трех-фазным электропитанием.

Неправильно выбранный автомат, да к тому же без учета сечения кабеля домашней электропровдки, приведет к его нагреву. Под воздействием высокой температуры изоляционный слой неизбежно будет плавиться. В итоге вы получите гарантированное возгорание!

Лучшие модели автоматических предохранителей

Российские модели

Российская промышленность по выпуску автоматических предохранителей за последнее время сделала большой рывок. Применяются новые технологии изготовления корпусов. По-новому собирается контактная группа. Улучшился дизайн. Для частных лиц и предприятий выбор вводного автомата стал намного шире и по качеству не хуже чем лучшие европейские бренды.

Контактор

Рейтинг: 4.7

Контактор

Отечественное предприятие «Контактор» на первом месте в нашем рейтинге. Завод изначально делал классические автоматы. Теперь он переориентирован на промышленные образцы 380 В. Есть в линейке предприятия и бытовая серия «КПРО» с поддержкой силы тока до 100 А. Но в основном спецификация «Контактор» промышленные экземпляры для электродвигателя рассчитанные на силу тока до 1600 А, которые должны защищать промышленное оборудование. В линейке «протона» есть и модели трехфазного автомата «Электрон» номиналом в 6300 А.

Достоинства

  • модели оснащены регулировкой срабатывания при КЗ или перегрузки;
  • широкая линейка автоматов от 16 до 6000 А;
  • вся продукция сертифицирована для продажи в Таможенном союзе.

Минусы

  • не очень хорошо проработан дизайн;
  • выключателей в бытовом назначении очень мало;
  • дороговизна моделей;
  • монтажные контакты не утоплены в автоматический предохранитель.
КЭАЗ

Рейтинг: 4.7

КЭАЗ

Завод с историей. Открылось предприятие еще в 1945 г. Выпускает как классические автоматы, так и приборы марки KEAZ Optima, в которых можно заметить уже новые мощности автомата и ноу-хау.

Производят автоматы и для переменного тока и для постоянного. Все мастера наладчики электрического оборудования отмечают хороший дизайн приборов и простоту их монтажа. Если вы выбираете, какие автоматы ставить в частном доме вам сюда.

Достоинства

  • есть разные виды – можно подобрать защиту, для разных линий, в которых используются и постоянный и переменный ток;
  • приемлемая цена;
  • компактный дизайн.

Недостатки

  • небольшой срок службы (1–2 года).
DEKraft

Рейтинг: 4.6

DEKraft

Электрические автоматы под общим брендом DEKraft, выпускаются на российском предприятии «Delixi Electric». Эта продукция широко известна не только в России и СНГ но и за рубежом.

Правда, в Европе они больше известны по другим названием — Himel. В основном заводы «Delixi Electric» сконцентрированы в Китае из соображений снижения себестоимости конечной продукции.

Такая политика позволила снизить цену на автомат и продлить срок его службы. Анонсировано что размыкатель выдержит не менее 6000 циклов размыкания контактов при коротком замыкании. А при медленном нарастании нагрузки, когда проводка уже начинает греться, размыкатель может разъединить электрическую цепь не менее 25000 раз!

Достоинства

  • все предприятия компании прошли международную сертификацию;
  • хорошо налажена оптовая поставка по всем регионам России;
  • покупателю легко понять какой автомат перед ним — все подписи на русском языке.

Недостатки

  • максимальный ток 63 А;
  • максимально допустимое сечение подводящих кабелей 25 мм².

Лучшие зарубежные компании

В нашей стране всё еще популярны зарубежные бренды. Считается что это более качественная и долговечная продукция. Поэтому в нашем обзоре представлена продукция и зарубежных производителей.

ABB

Рейтинг: 4.9

ABB

Эта ярко-красная аббревиатура хорошо известна профессиональным электрикам, благодаря широкой линейке автоматических выключателей от 0.5 до100 А.

И рядовые пользователи, и профессионалы отмечают надёжный пластиковый корпус и рычаг управления, который не обломается даже при многократном цикле отключить/включить. Не зря профессиональные электрики выбирают эти автоматические выключатели для квартирной щитовой.

Достоинства

  • размеры корпуса прерывателя позволяют поставить без труда в щиток;
  • высокий уровень безопасности;
  • удобство при монтаже;
  • можно приобрести и четырех-полюсные модели автоматических выключателей.

Недостатки

  • дороговизна;
  • крепления на дин рейку довольно хрупкие;
  • нет или мало приборов типа D.
Legrand

Рейтинг: 4.8

Legrand

В каталоге французской компании можно выбрать автоматы серии DRX — соответствует нагрузке для промышленного применения и серии DX, RX, TX для бытового применения. Корпуса приборов в квартиру пылезащищенные.

Номинал по току от 6 А до 630 А, включая 125, 260, 320 и 400 А. Такой широкий диапазон позволяет подобрать предохранитель, как для бытовых нужд, так и для крупных производств.

Достоинства

  • есть автоматы с полюсами от 1 до 4-х;
  • на корпусе есть лазерный штрих-код.

Недостатки

  • редко, но попадаются модели с браком;
  • небрежно выполнен тумблер;
  • дороговизна.

Заключение

Наша статья направлена на то, как выбрать автоматический выключатель. И при этом не надо забывать, что эти предохранители защищают в первую очередь внутреннюю проводку электросети от чрезмерных перегрузок. А это может легко произойти, если одновременно включить все бытовые электроприборы.

Мало того что такие «испытания» способны значительно подсократить срок службы электролиний, но и чаще всего становятся причиной пожара.

К тому же существует заблуждение, что если какой-то автомат уже установлен на электрощите, то от перегрузок сети они уже застрахованы. Мы постарались подробнее остановиться на правильном подборе номинала предохранителя, который должен быть у вас установлен.

В заключение добавим, что предохранитель, ни коим образом, не защищает человека от удара электрическим током.

Устанавливайте автоматические предохранители и пользуйтесь ими правильно!

Видео по теме

Хорошая реклама

 

Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя?

Приветствую вас, уважаемые читатели сайта http://elektrik-sam.info.

В предыдущей серии статей мы подробно изучили назначение, конструкцию и принцип действия автоматического выключателя, разобрали его основные характеристики и схемы подключения, теперь, используя эти знания, вплотную приступим к вопросу выбора автоматических выключателей. В этой публикации мы рассмотрим, как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя.

Эта статья продолжает цикл публикаций Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство. В следующих публикациях планирую подробно разобрать, как выбрать сечение кабеля, рассмотреть расчет электропроводки квартиры на конкретном примере с расчетом сечения кабеля, выбором номиналов и типов автоматов, разбивкой проводки на группы. В завершении серии статей по автоматическим выключателям будет подробный пошаговый комплексный алгоритм их выбора.

Хотите не пропустить выхода этих материалов? Тогда подписывайтесь на новости сайта, форма подписки справа и в конце этой статьи.

Итак, приступим.

Электропроводка в квартире или доме обычно разделена на несколько групп.

Групповая линия питает несколько однотипных потребителей и имеет общий аппарат защиты. Другими словами — это несколько потребителей, которые подключены параллельно к одному питающему кабелю от электрощита и для этих потребителей установлен общий автоматический выключатель.

Проводка каждой группы выполняется электрическим кабелем определенного сечения и защищается отдельным автоматическим выключателем.

Для расчета номинального тока автомата необходимо знать максимальный рабочий ток линии, который допускается для ее нормальной и безопасной работы.

Максимальный ток, который кабель может выдержать не перегреваясь, зависит от площади сечения и материала токопроводящей жилы кабеля (медь или алюминий), а так же от способа прокладки проводки (открытая или скрытая).

Также необходимо помнить, что автоматический выключатель служит для защиты от сверхтоков электропроводки, а не электрических приборов. То есть автомат защищает кабель, который проложен в стене от автомата в электрическом щите к розетке, а не телевизор, электроплиту, утюг или стиральную машину, которые подключены к этой розетке.

Поэтому номинальный ток автоматического выключателя выбирается, прежде всего, исходя из сечения применяемго кабеля, а затем уже берется в расчет подключаемая электрическая нагрузка. Номинальный ток автомата должен быть меньше максимально допустимого тока для кабеля данного сечения и материала.

Расчет для группы потребителей отличается от расчета сети одиночного потребителя.

Начнем с расчета для одиночного потребителя.

1.А. Расчет токовой нагрузки для одиночного потребителя

В паспорте на прибор (или на табличке на корпусе) смотрим его потребляемую мощность и определяем расчетный ток:

В цепи переменного тока существует два разных типа сопротивления – активное и реактивное. Поэтому мощность нагрузки характеризуется двумя параметрами: активной мощностью и реактивной мощностью.

Коэффициент мощности cos φ характеризует количество реактивной энергии, потребляемой устройством. Большинство бытовой и офисной техники имеет активный характер нагрузки (реактивное сопротивление у них отсутствует или мало), для них cos φ=1.

Холодильники, кондиционеры, электродвигатели (например, погружной насос), люминисцентные лампы и др. вместе с активной составляющей имеют также и реактивную, поэтому для них необходимо учитывать cos φ.

1.Б. Расчет токовой нагрузки для группы потребителей

Общая мощность нагрузки групповой линии определяется как сумма мощностей всех потребителей данной группы.

То есть для расчета мощности групповой линии необходимо сложить мощности всех приборов данной группы (все приборы, которые Вы планируете включать в этой группе).

Берем лист бумаги и выписываем все приборы, которые планируем подключать к этой группе (т.е. к этому проводу): утюг, фен, телевизор, DVD-проигрыватель, настольную лампу и т.д.):

При расчете группы потребителей вводится так называемый коэффициент спроса Кс, который определяет вероятность одновременного включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени. Если все электроприборы группы работают одновременно, то Кс=1.

На практике обычно все приборы одновременно не включаются. В общих расчетах для жилых помещений коэффициент спроса принимается в зависимости от количества потребителей из таблицы, приведенной на рисунке.

Мощности потребителей указываются на табличках электроприборов, в паспортах к ним, при отсутствии данных можно принимать согласно таблицы (РМ-2696-01, Приложение 7.2), или посмотреть на похожие потребители в интернете:

По расчетной мощности определяем полную расчетную мощность: Определяем  расчетный ток нагрузки для группы потребителей:

Ток, рассчитанный по приведенным формулам, получаем в амперах.

2. Выбираем номинал автоматического выключателя.

Для внутреннего электроснабжения жилых квартир и домов в основном применяют модульные автоматические выключатели.

Номинальный ток автомата выбираем равным расчетному току или ближайший больший из стандартного ряда:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А.

Если выбрать автомат меньшего номинала, то возможно срабатывание автоматического выключателя при полной нагрузке в линии.

Если выбранный номинальный ток автомата больше величины максимально возможного тока автомата для данного сечения кабеля, то необходимо выбрать кабель большего сечения, что не всегда возможно, или такую линию необходимо разделить на две (если понадобится, то  и более) части, и провести весь приведенный выше расчёт сначала.

Необходимо помнить, что для осветительной цепи домашней электропроводки используются кабели 3×1.5 мм2, а розеточной цепи — сечением 3×2.5 мм2. Это автоматически означает ограничение потребляемой мощности для нагрузки, питаемой через такие кабели.

Из этого также следует, что для линий освещения нельзя применять автоматы с номинальным током более 10А, а для розеточных линии — более 16А. Выключатели освещения выпускаются на максимальный ток 10А, а розетки на максимальный ток 16А.

Смотрите подробное видео Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя

Рекомендую материалы по теме:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Номинал токовые характеристики автоматических выключателей.

Автоматические выключатели технические характеристики.

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

Power Calculator

Калькулятор энергопотребления: рассчитывает электроэнергию / напряжение / ток / сопротивление.

Калькулятор постоянного тока

Введите 2 значений , чтобы получить другие значения, и нажмите Рассчитать Кнопка :

Расчет мощности постоянного тока

Расчет напряжения (В) по току (I) и сопротивлению (R):

В (В) = I (А) × R (Ом)

Расчет комплексной мощности (S) по напряжению (В) и току (I):

P (Вт) = В (В) × I (А) = В 2 (В) / R (Ом) = Я 2 (A) × R (Ω)

Калькулятор переменного тока

Введите 2 величины + 2 фазовых угла , чтобы получить другие значения, и нажмите кнопку Рассчитать :

Расчет мощности переменного тока

Напряжение V в вольтах (В) равно току I в амперах (A), умноженному на полное сопротивление Z в омах (Ом):

В (В) = I (А) × Z (Ом) = (| I | × | Z |) ∠ ( θ I + θ Z )

Комплексная мощность S в вольт-амперах (VA) равна напряжению V в вольтах (V), умноженному на ток I в амперах (A):

S (ВА) = В (В) × I (А) = (| В | × | I |) ∠ ( θ В θ I )

Реальная мощность P в ваттах (Вт) равна напряжению V в вольтах (V), умноженному на ток I в амперах (A), умноженному на коэффициент мощности (cos φ ):

P (W) = V (V) × I (A) cos φ

Реактивная мощность Q в реактивных вольт-ампер (VAR) равна напряжению V в вольтах (V), умноженному на ток I в амперах (A), умноженному на синус комплексного угла фазы мощности ( φ ):

Q (VAR) = V (V) × I (A) × sin φ

Коэффициент мощности (FP) равен абсолютному значению косинуса комплексного угла фазы мощности ( φ ):

PF = | cos φ |

Калькулятор энергии и мощности

Введите 2 значения , чтобы получить другие значения, и нажмите кнопку Вычислить :

Расчет энергии и мощности

Средняя мощность P в ваттах (Вт) равна потребленной энергии E в джоулях (Дж), деленной на период времени Δ t в секундах (с):

P (Ш) = E (Дж) / Δ т (с)

Электроэнергия ►


См. Также

,

Вт / Вольт / Ампер / Ом калькулятор преобразования

Вт (Вт) — вольт (В) — усилители (А) — Ом (Ω) калькулятор.

Рассчитывает мощность / напряжение / ток / сопротивление.

Введите 2 значений , чтобы получить другие значения, и нажмите кнопку Рассчитать :

Ом расчеты

Сопротивление R в омах (Ом) равно напряжению V в вольтах (В), деленному на ток I в амперах (A):

Сопротивление R в омах (Ом) равно квадрату напряжения V в вольтах (В), деленному на мощность P в ваттах (Вт):

Сопротивление R в омах (Ом) равно мощности P в ваттах (Вт), деленной на квадрат I тока в амперах (A):

Ампер-расчеты

Ток I в амперах (A) равен напряжению V в вольтах (V), деленному на сопротивление R в омах (Ом):

Ток I в амперах (A) равен мощности P в ваттах (Вт), деленной на напряжение V в вольтах (V):

Ток I в амперах (A) равен корню квадратному из мощности P в ваттах (Вт), деленной на сопротивление R в омах (Ом):

Вольт расчетов

Напряжение V в вольтах (В) равно току I в амперах (A), умноженному на сопротивление R в омах (Ом):

Напряжение V в вольтах (В) равно мощности P в ваттах (Вт), деленной на ток I в амперах (A):

Напряжение V в вольтах (В) равно корню квадратному из мощности P в ваттах (Вт), умноженной на сопротивление R в омах (Ом):

Ватт расчет

Мощность P в ваттах (Вт) равна напряжению V в вольтах (В), умноженному на ток I в амперах (A):

Мощность P в ваттах (Вт) равна квадрату напряжения V в вольтах (V), деленному на сопротивление R в омах (Ом):

Мощность P в ваттах (Вт) равна квадрату тока I в амперах (A), умноженного на сопротивление R в омах (Ом):

закон Ома ►


См. Также

,

Photovoltaic (PV) — Электрические расчеты

Фотоэлектрические элементы (фотоэлементы) (иногда называемые солнечными элементами) преобразуют солнечную энергию в электрическую энергию. С каждым годом все больше и больше фотоэлектрических систем устанавливаются. С этим растущим приложением для каждого практикующего специалиста будет хорошей идеей понять вычисления, связанные с фотоэлементами.

Существует огромное количество фотоэлементов, использующих многочисленные материалы. На очень простом уровне фотоэлементы функционируют, используя солнечную энергию для генерации электронно-дырочных пар, которые затем отделяются и протекают во внешней цепи как ток.Изучение физики того, как работает текущее поколение, не является целью данной заметки, скорее мы рассмотрим электрические расчеты, связанные с фактическим применением реальных систем.

Электрические параметры

Фотоэлементы

изготавливаются в виде модулей для использования в установках. Электрически важные параметры для определения правильной установки и производительности:

  • Максимальная мощность — это максимальная выходная мощность фотоэлектрического модуля (см. Кривую IV ниже)
  • Напряжение разомкнутой цепи — выходное напряжение фотоэлемента с ток без нагрузки
  • Ток короткого замыкания — ток, который протекает при коротком замыкании выхода продажи PV
  • Максимальное напряжение в точке питания — уровень напряжения на кривой IV, который создает максимальную мощность
  • Максимальный ток в точке питания — уровень ток на кривой IV, который вырабатывает максимальную мощность
  • Эффективность — мера количества солнечной энергии, преобразованной в электрическую пиковую энергию

Параметры для фотоэлементов измеряются при определенных стандартных условиях испытаний (STC).

STC обычно принимается за 1000 Вт / м 2 , 25 ° C и 1,5 АМ (масса воздуха).

Максимальная выходная мощность — это пиковая мощность, которую солнечный элемент может выдавать на STC. Несмотря на то, что обычно для оценки фотоэлектрических установок используется это значение, маловероятно, что эти уровни мощности будут достигнуты на практике.

Список используемых символов см. В конце заметки.

Расчет выходной мощности системы

Пример расчета

120 солнечных модулей, каждый по 250 Вт p и площадью 1.67 м 2 соединены для формирования фотоэлектрической системы. Эффективность системы составляет 0,75, а среднегодовая солнечная радиация составляет 1487 кВтч / м2. Рассчитайте ожидаемый годовой объем производства энергии. Используя приведенные выше уравнения:

Если поправочный коэффициент ориентации солнечного излучения и наклона равен 1.1, какова будет выходная мощность:

Номинальная номинальная максимальная ( кВт, р ) мощность вне солнечного массив из n модулей, каждый с максимальной мощностью Wp на STC, определяется следующим образом:


— пиковая номинальная мощность на основе 1 кВт / м 2 излучения на STC

Доступное солнечное излучение ( E мА () варьируется в зависимости от времени года и погодных условий.Однако, исходя из среднегодовой радиации для местоположения и принимая во внимание эффективность ( η ) ячейки, мы можем оценить средний выход энергии фотоэлектрической системы:


— среднегодовая выработка электроэнергии, кВтч

Примечание: E ma приведено в таблицах для конкретного местоположения и горизонтальной плоскости.

Для получения ожидаемой солнечной радиации требуются некоторые исследования (Интернет или местные отделы метеорологии).Если вы используете программное обеспечение для выполнения расчетов, эта информация обычно предоставляется как часть программы.

Общий КПД (η) солнечной установки (потери на затенение, потери на инверторе, потери на отражение, потери на температуру и т. Д.) В хорошо спроектированной системе составляют от 0,75 до 0,85.

Вышеуказанный расчет выполняется на ежегодной основе, но его можно легко сделать за любой период времени (часы, день, месяц и т. Д.), Заменив средним значением периода солнечной радиации на годовое значение.

Для максимальной мощности любая солнечная радиация должна ударять по фотоэлектрической панели под углом 90 °. В зависимости от того, где на поверхности земли, ориентация и наклон для достижения этого варьируются. Программное обеспечение обычно используется для расчета этого или использования поправочных коэффициентов из соответствующего местоположения.

Температура

При увеличении температуры фотоэлементов выход падает. Это учитывается в общей эффективности системы (η) с использованием коэффициента снижения температуры η t и определяется как:

Примечание: температурный коэффициент мощности (ϒ) обычно равен 0 ,005 для кристаллического кремния

Эффективность и производительность

Эффективность: измеряет количество солнечной энергии, падающей на фотоэлемент, которая преобразуется в электрическую энергию

На измерение эффективности фотоэлектрических элементов влияют несколько факторов, в том числе:

  • длина волны — PV ячейки по-разному реагируют на разную длину волны света, производя различное качество электричества
  • материалов — разные фотоэлектрические материалы ведут себя по-разному
  • температура — ячейки работают лучше при более низких температурах, с падением эффективности при более высоких температурах
  • отражение — любой отраженный свет уменьшается эффективность ячейки
  • сопротивление — электрическое сопротивление ячейки создает потери, влияющие на эффективность


Лучшее исследование ячейки Эффективность
Источник изображения: Национальная энергетическая лаборатория возобновляемых источников энергии
(NREL )

Изготовленные фотоэлементы или модули обычно сортируются с помощью процесса биннинга по различным уровням эффективности.Более эффективные элементы будут иметь большую электрическую мощность и, следовательно, более высокую стоимость.

Благодаря новейшим разработкам в области солнечных технологий, фотоэлементы в настоящее время начинают достигать теоретического максимального предела для полупроводниковых приборов. Изображение сбоку (щелкните для увеличения) показывает достижимый диапазон эффективности по сравнению с различными технологиями ячейки.

В лаборатории эффективность измеряется в стандартных условиях с использованием кривых I-V. Кривые I-V получены путем изменения внешнего сопротивления от нуля (короткое замыкание) до бесконечности (разомкнутая цепь).На рисунке показана типичная кривая I-V.


Кривые фотоэлементов, I-V и мощности

Мощность, вырабатываемая фотоэлементом, является произведением напряжения ( В, ) и тока ( I ). Как в разомкнутой, так и в замкнутой цепи поставленная мощность равна нулю. В какой-то момент между (около точки колена) доставленная мощность является максимальной.

Примечание: Максимальный ток, который может выдавать фотоэлемент, это ток короткого замыкания.Учитывая линейность тока в диапазоне напряжений от нуля до максимального напряжения питания, использование тока короткого замыкания для определения размеров кабеля и системы является разумным.

Коэффициент заполнения

Одним из способов измерения производительности солнечного элемента является коэффициент заполнения. Это отношение максимальной мощности к произведению напряжения разомкнутой цепи и тока короткого замыкания:

Чем выше коэффициент заполнения, тем лучше.Как правило, коммерческие фотоэлементы будут иметь коэффициент заполнения более 0,7. Ячейки с факторами ниже этого не рекомендуется для практического применения в крупных проектах по производству электроэнергии.

Отслеживание максимальной мощности (MPPT)

Кривую I-V фотоэлектрического модуля можно получить из эквивалентной схемы (см. Следующий раздел). Неотъемлемой частью формирования кривой I-V связи является текущий Ipv, генерируемый каждой фотоэлементом.

Ток ячейки зависит от количества световой энергии (освещенности), падающей на фотоэлемент, и температуры ячейки.

По мере уменьшения освещенности уменьшается не только величина мощности, но и точка пиковой мощности перемещается влево. Точно так же, как температура ячейки увеличивается, выходная мощность снижается, и точка максимальной мощности снова смещается влево.

Поскольку точка максимальной мощности является переменной величиной, зависящей от солнечного излучения и температуры элемента, современные инверторы имеют механизмы для отслеживания этого и всегда выдают максимально возможную мощность от фотоэлемента. Это называется отслеживанием максимальной мощности (MPPT).

Примечание. Системы управления , используемые для выполнения MPPT, изменяют работу вокруг текущей рабочей точки, чтобы увидеть, сместилась ли точка максимальной мощности. Затем они корректируют рабочие точки соответственно.

Эквивалентная схема фотоэлемента

Чтобы понять производительность фотоэлектрических модулей и массивов, полезно рассмотреть эквивалентную схему. Показанный ниже широко используется.


Эквивалентная схема модуля PV

Из эквивалентной схемы мы имеем следующие основные уравнения:

— ток нагрузки в амперах

— напряжение на шунтирующих ветвях

— ток через шунтирующий резистор

The ток через диод задается уравнением Шокли:

и

. Комбинируя вышеприведенные уравнения, получаем характеристическое уравнение фотоэлемента (модуля):

Примечание: могут использоваться характеристические уравнения для нахождения как выходного напряжения, так и ток.К сожалению, если напряжение и ток появляются так, как они есть, аналитического решения не существует. Обычно для решения уравнения используются численные методы.

В этих пределах легко использовать уравнение для определения напряжения холостого хода и тока короткого замыкания. В условиях разомкнутой цепи I = 0, и уравнение уменьшается до:

Обычно R sh является высоким по сравнению с напряжением разомкнутой цепи, и последним членом можно пренебречь.Пренебрегая термином и переставляя уравнение, получаем:

Аналогично для тока короткого замыкания мы можем установить выходное напряжение равным нулю, давая:

Предположение, что R sh много выше рупий и I o мало по сравнению с I . С этими допущениями можно пренебречь двумя последними слагаемыми:

Последовательное сопротивление ( Rs ), сопротивление шунта ( R sh ) и напряжение обратного насыщения ( I o ) зависят от площади фотоэлемента.Как правило, чем больше ячейка, тем больше I o (большая площадь диодного перехода) и чем меньше R с и R sh .

Характеристическое уравнение можно использовать для оценки влияния различных параметров на производительность фотоэлемента или модуля:

  • температура ( T ) — влияет на ячейку, являясь частью экспоненциального члена и значения обратного напряжения насыщения.При увеличении температуры экспоненциальное уменьшение обратного напряжения насыщения будет увеличиваться экспоненциально. Следующим эффектом является снижение напряжения холостого хода ячейки. Как правило, напряжение будет уменьшаться на 0,35-0,5% для каждого повышения температуры.
  • Сопротивление серии ( R с ) — увеличение аналогично влиянию температуры в том, что напряжение холостого хода начнет падать. Очень высокие значения рупий дополнительно уменьшат доступный ток короткого замыкания.
  • Сопротивление шунта ( R sh ) — уменьшение обеспечит больший путь для тока шунта, снова понижая напряжение элемента.

Список символов

Общие символы
I mpp — ток при максимальной мощности, A
I sc — ток короткого замыкания, A
U oc — напряжение разомкнутой цепи, В
U mpp — напряжение при максимальной мощности, В

PV Systems
E ma — среднегодовая солнечная радиация, кВтч / м 2
E p — расчетная пиковая поставленная энергия, кВтч
кВт p — номинальная пиковая энергия, кВт
n — количество модулей
η т — коэффициент снижения температуры
P max — максимальная мощность , Вт
Т с — температура фотоэлемент K
T stc — температура STC, 25 ° C, K
Вт p — пиковая энергия одного модуля, Вт
η — КПД системы
ϒ — температурный коэффициент мощности, ° C -1
Эквивалентная схема
I — ток через нагрузку, A
I d — ток через диод, A
I pv — ток генерируется PV, A
I ш — ток через шунтирующий резистор, A
R с — эквивалентное последовательное сопротивление цепи, Ом
R ш — эквивалентное сопротивление шунта цепи,
U — напряжение, приложенное к нагрузке, В
U ш — шунт V oltage, V

Уравнение диода Шокли
I o — обратный ток насыщения, V
k — постоянная Больцмана
== (1.3806488 × 10 −23 ), JK -1
n — коэффициент линейности (1 для идеального диода)
q — элементарный заряд
= (1,602176565 × 10 −19 ), C
T — абсолютная температура pn-перехода, K
V T — тепловое напряжение, V

См. Также

,

Таблица расчета тока неисправности | EEP

Рассчитать ток повреждения

Эта электронная таблица MS Excel создана г-ном. Джон Соколик, и он представляет простой способ вычислить ток повреждения , введя несколько значений в указанных полях. Вы найдете лист с очень хорошим примером, который уже выполнен. Перед началом расчета тока повреждения вам нужно будет выбрать между Шаг 1a и Шаг 1b , которые описаны ниже.

Available fault current spreadsheet Доступная таблица ошибок тока

Шаг 1а

Вставьте имеющийся номинальный ток неисправности по току из вашей локальной сети .


Шаг 1b

Вставьте номинальный коэффициент мощности (PF) кВА , а сопротивление (Z) трансформатора не требуется для продолжения. Примечание. Когда вы вводите коэффициент мощности и импеданс кВА, вы должны выбрать напряжение из выпадающего списка. Выбор напряжения и фазы , прежде чем будет рассчитано значение.

Fault Current Calculation Spreadsheet

Связанные материалы EEP со спонсорскими ссылками

,
Опубликовано в категории: Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *