Oncool.ru

Строй журнал
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет кабеля по нагрузке 3х фазного тока

Блокнот проектировщика
(электрика и связь)

В данной статье рассматриваются вопросы выбора сечения кабелей напряжением 10кВ, предусмотренные в ПУЭ изд.6 и другой технической литературе.

Если сечение кабелей, определенное по вышеперечисленным условиям, получается меньше сечения, требуемого по другим условиям, то должно приниматься наибольшее сечение, требуемое этими условиями.

I. 1). Кабели должны удовлетворять требованиям в отношении предельно допустимого нагрева с учетом нормальных, а также послеаварийных режимов.

Для кабелей с бумажной пропитанной изоляцией (ААБлУ; АСБл и т.п.), несущих нагрузки меньше номинальных, и проложенных в земле, может допускаться кратковременная перегрузка (КВП), где тогда КВП = 1,10 в течение 3,0 часов), а на период ликвидации послеаварийного режима допускаются перегрузки (ПГ) не более 1,20 в течение 5 сут. при длительности максимума 6 часов в сутки.

На период ликвидации послеаварийного режима для кабелей с полиэтиленовой изоляцией допускается перегрузка до 10%, а для кабелей с ПВХ изоляцией – до 15% на время не более 6 часов в сутки в течение 5 суток. Допустимая температура жилы кабеля: 10кВ (+60°С).

Для кабелей с резиновой или пластмассовой изоляцией (АВВГ; АВБбШв и т.п.) допустимая температура жилы кабеля ( 65°С) и земли (+15°С).

Для кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена допустимая температура жилы кабеля: 90°С.

2). Сечение кабелей должно быть проверено по экономической плотности тока для нормального режима работы (ток в послеаварийном режиме не учитывается).

3). Кабели подлежат проверке на условия нагревания жил током короткого замыкания (КЗ), т.е. по термической устойчивости току короткого замыкания. Повышение температуры жил кабелей при КЗ ведет к химическому разложению изоляции и резкому снижению ее электрической и механической прочности и, в итоге, — к аварии.

4). Сечение кабелей проверяется по потере напряжения.

II. Для кабелей 10кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, кроме того, проверяется медный экран на термическую устойчивость при 2-х фазном токе короткого замыкания (КЗ).

ТП с 2-мя силовыми трансформаторами по 2500 кВА питается от ПС, находящейся на расстоянии 4,0 км. Напряжение сети 10 кВ. Расчетная нагрузка супермаркета составляет Sр= 3250 кВА. Продолжительность часов использования максимума нагрузки – 8780ч. (работа полные сутки -24 часа). Принимаются кабели марки ААБлУ-10кВ, которые прокладываются в земле. По ТУ кабельной сети ток 3-х фазного короткого замыкания «КЗ» на шинах подстанции составляет 7,5 кА. Выдержка времени максимальной защиты на отходящей линии tв=1,4с, время отключения выключателя tо=0,3с.

1). Выбор сечения кабеля ААБлУ-10кВ по нагреву в послеаварийном режиме (работа одного кабеля)

Расчетный ток нагрузки на РУ-10кВ ТП:

Расчетный ток на один кабель:

Iр=182 / 2= 91А (нормальный режим).

Предварительно выбираем сечения кабеля 95мм 2 .

Допустимый длительный ток табличный (Iд.т.) для сечения 95мм 2 составляет 205 А (ПУЭ, изд. 6, табл. 1.3.16). С учетом следующих коэффициентов к Iд.т.:

К1=1,10 (ПУЭ, изд. 6, табл. 1.3.3, п. 1.3.13) на температуру земли зимой для Московской области для максимума нагрузки;

К2=0,87 (ПУЭ, изд. 6, табл. 1.3.23) на удельное сопротивление почвы (с учетом геологических изысканий);

К3=0,92 (ПУЭ, изд. 6, табл. 1.3.26) на количество работающих кабелей, лежащих рядом в земле.

Таким образом, фактически допустимый длительный ток Iф для кабеля, сечением 95мм 2 , составляет:

Iф= Iд.т. х К = 205 х 0,88 = 180А, Iр = 182А (см.выше).

Условие: Iф≥Iр, но 180А≤182А т.е. условие не выполняется. Необходимо принять сечения кабеля – 120мм 2 , для которого Iд.т.=240А, а Iф=240х0,88=211А, т.е. 211А≥182А, т.е условие выполняется.

2). Выбор кабеля ААБ2л-10кВ сечением 3х120мм 2 по экономической плотности тока.

Sэк – сечение по экономической плотности тока (мм 2 ) — по нормальному режиму.

Jэк – 1,2 А/мм 2 – экономическая плотность тока (ПУЭ, изд. 6, табл. 1.3.36).

Условие 120мм 2 ≥ 76мм 2 выполняется.

3). Проверка кабеля ААБ2л-10кВ сечением 3х120мм 2 по термической устойчивости.

Iк.з. (3ф) = 7,5кА, выдержка времени максимальной защиты на отходящей линии tв=1,4с, время отключения выключателя tо=0,3с ( по ТУ кабельной сети, см . выше).

Тогда действительное время отключения линии tл=1,4с + 0,3с = 1,7с.

Минимальное сечение кабеля по термической устойчивости:

где С=95 – постоянное значение для кабелей с алюминиевыми жилами 10кВ.

Smin = 7500А х √1,7 / 95= 103мм 2 .

Условие 120мм 2 ≥ 103мм 2 выполняется.

4). Выбор кабеля по потере напряжения.

ΔU = ΔUтабл. х М (МВт⋅км) = 0,3 х 1,63МВт х 4,0км = 1,95%,

где ΔUтабличная удельная величина потери напряжения (Пособие к ВСН 97-83).

Условие по потере напряжения выполняется (принимается нормальный режим, т.е работа 2-х кабелей при нагрузке Sр=3,25/2=1,63 МВт).

II. Для кабелей 10кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена проверяется медный экран на термическую устойчивость при 2-х фазном токе короткого замыкания (КЗ).

Кабельная сеть «Моэнерго» должна представить:

  • 3-х фазный ток «КЗ» на шинах ПС;
  • время срабатывания защиты на данной линии (в нашем примере tв=1,25с).

2-х фазный ток «КЗ» = 0,87 тока 3-х фазного «КЗ».

Условие: Iд.э. ≥ I2ф«кз», где Iд.э – допустимый ток медного экрана; I2ф«кз» — 2-х фазный ток «КЗ».

Номинальное сечение (Sэ) медного экрана; мм 2t=0,7с; кАt=1,0с; кАt=1,4с; кА
163,93,32,8
256,075,14,36
358,457,16,04
5012,1410,28,67
7017,0214,312,16
9523,0919,416,49

1. Допустимый ток (Iд.э) «КЗ» медных экранов можно определить по формуле:

где Sэ — заданное сечение для определения допустимого тока (Iд.э) «КЗ» медных экранов (для t=1,0с).

2. Для продолжительности «КЗ», отличающегося от 1сек. значение времени определяется:

где К= 1/√t, где t – продолжительность «КЗ» в секундах.

Кабельная сеть «Моэнерго» представила:

  • ток «КЗ» на шинах ПС равный 4,7 кА,
  • время срабатывания защиты на данной линии (в нашем примере tв=1,25с).

По расчетным данным принят кабель марки АПвП-10кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена сечением 150 мм 2 и с медным экраном 25 мм 2 : 3(1х150/25)мм 2 .

1. При заданном сечении экрана 25мм 2 и tв=1,0с допустимый ток (Iд.э) «КЗ» медных экранов по таблице № 1 составит 5,1 кА.

2. В примере tв=1,25с, тогда находим «К»:

К = 1 / √t = 1 / √1,25 = 0,83с

3. При tв=0,83с определяем допустимый ток (Iд.э) «КЗ» медного экрана:

Iд.э = 5,1кА х 0,83 =4,2кА

(это допустимый ток Iд.э «КЗ» медного экрана сечением 25мм 2 за время tв=1,25с).

6. Определяем 2-х фазный ток «КЗ»:

Iкз-2ф = 0,87 х 4,7кА = 4,1кА.

5. Условие выполнения: Iд.э ≥ Iкз-2ф, т.е. 4,2кА ≥ 4,1кА – условие выполняется, сечение экрана выбрано правильно.

И.В. ПАСТУХОВА,
начальник отдела экспертизы инженерного обеспечения ГУ МО «Мособлгосэкспертиза»

Л.Г. НАСАНОВСКИЙ,
глав. специалист отдела экспертизы инженерного обеспечения ГУ МО «Мособлгосэкспертиза»

ГУ МО «Мособлгосэкспертиза» «Информационный вестник» №3(14)

Правильный расчёт автомата на 380 В по мощности

Правильный расчёт автомата на 380 В по мощности

Современные системы защиты электропроводки от перегорания и воспламенения подразумевают использование автоматических выключателей и разделяются по типу сети на однофазные и трёхфазные. В частном секторе в большинстве случаев используются приборы второго типа, поэтому актуальным становится правильный расчёт автомата по мощности для 380 вольт, обеспечивающий надёжность и долговечность использования электрической сети.

  • Назначение и работа
  • Конструкция защитного модуля
  • Принцип действия
  • Характеристики устройства
  • Подбор мощности
  • Нюансы при расчёте

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.

Нюансы выбора

Сегодня необходимо учитывать тот факт, что количество удобной бытовой техники расчет, и каждый человек старается обзавестись новыми приборами, тем самым облегчая свой быт. А это значит, что увеличивая количество техники, мы увеличиваем и нагрузку на сеть. Поэтому специалисты рекомендуют при проведении расчета мощности автомата использовать повышающий коэффициент.

Вернемся к нашему примеру. Представьте себе, что хозяин квартиры приобрел кофе-машину на 1,5 кВт. Соответственно суммарный мощностной показатель будет равен 4,6 кВт. Конечно, это больше мощности выбранного нами автоматического выключателя (16А). И если одновременно все аппараты будут включены (плюс и кофе-машина), то автомат тут же сбросит и разъединит цепь.

Можно пересчитать все показатели, купить новый автомат и сделать переустановку. В принципе, это все несложно. Но оптимально будет, если заранее предвидеть эту ситуацию, тем более она стандартная в наши дни. Точно предвидеть, какая бытовая техника дополнительно может быть установлена, сложно. Поэтому самый простой вариант – увеличить суммарный расчетный показатель на 50%. То есть, использовать повышающий коэффициент 1,5. Опять возвращаемся к нашему примеру, где будет вот такой конечный результат:

3,1х1,5=4,65 кВт. Возвращаемся к одному из способов определения токовой нагрузки, в котором будет показано, что для такого показателя потребуется автомат 25 ампер.

Для некоторых случаев можно использовать понижающий коэффициент. К примеру, недостаточное количество розеток, чтобы одновременно работали сразу все приборы. Это может быть одна розетка для электрочайника и кофе-машины. То есть, одновременно эти два прибора включить нет возможности.

Внимание! Когда дело касается повышения токовой нагрузки на сетевом участке, необходимо менять не только автомат, но и проверить, выдержит ли нагрузку электропроводка, для чего рассматривается сечение уложенных проводов. Если сечение не соответствует нормам, то проводку лучше поменять.

Принципы расчета автомата по сечению кабеля

Вычисления 3-фазного дифавтомата осуществляются на основании сечения кабеля. Для модели на 25 А понадобится обратиться к таблице.

Сечение провода, мм2Допустимый ток нагрузки по материалу кабеля
МедьАлюминий
0,75118
11511
1,51713
2,52519
43528

Модификацию на 25 Ампер можно применять для защиты проводки или установить на ввод.

Например, для проводки используется медный провод с сечением 1,5 мм2 с допустимым током нагрузки 19 А. Чтобы кабель не нагревался, понадобится выбрать меньшее значение – 16 А.

Определение зависимости мощности от сечения по формуле

Если сечение кабеля неизвестно, можно использовать формулу:

  • Iрасч – расчетный ток,
  • P – мощность приборов,
  • Uном – номинал напряжения.

В качестве примера можно рассчитать, автомат, который понадобится ставить на бойлер с нагрузкой 3 кВт и напряжением сети 220 В:

  1. Перевести 3 кВт в Ватты – 3х1000=3000.
  2. Разделить величину на напряжение: 3000/220=13,636.
  3. Округлить расчетный ток до 14 А.

В зависимости от условий окружающей среды и способу прокладки кабеля нужно учесть поправочный коэффициент для сети 220 В. Среднее значение равно 5 А. Его понадобится прибавить к расчетному показателю тока Iрасч=14 +5=19 А. Далее по таблице ПУЭ выбирается сечение медного провода.

Сечение, мм2Ток нагрузки, А
Одножильный кабельДвухжильный кабельТрехжильный кабель
Одинарный провод2 провода вместе3 провода вместе4 провода вместеОдиночная укладкаОдиночная укладка
1171615141514
1,5231917161815
2,5302725252521
4413835303227
6504642404034

Таблица для расчета мощности автомата при электромонтажных работах

Электромонтажные работы проводимые нами всегда качественные и доступные.
Мы сможем помочь в расчете мощности автоматов (автоматических выключателей) и в их монтаже.
Как выбрать автомат?

Что нужно учитывать?

  • первое, при выборе автомата его мощность,

определяется суммарная мощность подключаемых на постоянной основе к защищаемой автоматом проводке/сети нагрузок. Полученная суммарная мощность увеличивается на коэффициент потребления, определяющий возможное временное превышение потребляемой мощности за счет подключения других, первоначально неучтенных электроприборов.

  • второе тип подключения

Пример того как можно просчитать нагрузку в кухни

  • электрочайник (1,5кВт),
  • микроволновки (1кВт),
  • холодильника (500 Ватт),
  • вытяжки (100 ватт).

Суммарная потребляемая мощность составит 3,1 кВт. Для защиты такой цепи можно применить автомат 16А с номинальной мощностью 3,5кВт. Теперь представим, что на кухню поставили кофе машину (1,5 кВт) и подключили к этой же электропроводке.
Суммарная мощность снимаемая с проводки при подключении всех указанных электроприборов в этом случае составит 4,6кВт, что больше мощности 16 Амперного авто выключателя, который, при включении всех приборов просто отключится по превышению мощности и оставит все приборы без электропитания, Включая холодильник.

Выбор автоматов по мощности и подключению

Вид подключенияОднофазноеОднофазн. вводныйТрехфзн. треуг-омТрехфазн. звездой
Полюсность автоматаОднополюсный автоматДвухполюсный автоматТрехполюсный автоматЧетырех-сный автомат
Напряжение питания220 Вольт220 Вольт380 Вольт220 Вольт
VVVV
Автомат 1А0.2 кВт0.2 кВт1.1 кВт0.7 кВт
Автомат 2А0.4 кВт0.4 кВт2.3 кВт1.3 кВт
Автомат 3А0.7 кВт0.7 кВт3.4 кВт2.0 кВт
Автомат 6А1.3 кВт1.3 кВт6.8 кВт4.0 кВт
Автомат 10А2.2 кВт2.2 кВт11.4 кВт6.6 кВт
Автомат 16А3.5 кВт3.5 кВт18.2 кВт10.6 кВт
Автомат 20А4.4 кВт4.4 кВт22.8 кВт13.2 кВт
Автомат 25А5.5 кВт5.5 кВт28.5 кВт16.5 кВт
Автомат 32А7.0 кВт7.0 кВт36.5 кВт21.1 кВт
Автомат 40А8.8 кВт8.8 кВт45.6 кВт26.4 кВт
Автомат 50А11 кВт11 кВт57 кВт33 кВт
Автомат 63А13.9 кВт13.9 кВт71.8 кВт41.6 кВт

Лучше обратится к специалистам чем допустить ошибку

На все виды услуг мы предоставляем гарантию.

Вызов электрика в городе Черкассы, все виды электромонтажа.

тел. (067)473-66-78

тел. (093)251-57-61

тел. (0472)50-19-75

Станьте нашим клиентом и вы убедитесь в качестве наших услуг.

Вы пришли за услугой, а не информацией?

В решении вопроса при нагрузке 15 кВт сколько ампер автомат должен быть, нормативные документы и специальные расчеты предписывают 25А при трехфазном питании, т.е. 380В. Таким образом, если поставить такой аппарат защиты на ввод электроснабжения и включить максимальную нагрузку, то при недостаточности заданной силы тока автоматического выключателя последний сработает и отключится. Это означает, что нагрузка больше 15 кВт. В случае длительной работы защиты без отключения можно вздохнуть спокойно и запускать функционирование помещения.

Однако важно помнить следующее: подобные опыты можно проводить только при неопломбированном вводном автоматическом выключателе. Если же вы столкнулись с пломбой, тогда вопросы о том, какой автомат ставить на 15кВт, а также для 15кВт 3 фазы сколько ампер автомат рекомендуется ставить, исчезают. В этом случае стоит обратиться в специализированную организацию, которая поможет разобраться со схемой подключения, возможностями существующего автоматического выключателя, а также рассчитать необходимые электрические нагрузки. Специалисты подскажут, как распределить нагрузку равномерно по фазам, какой мощности не хватает, а также какой автомат на 15 кВт 3 фазы следует применять в распределительном щитке данной сети.

Выводы

Абсолютно каждый взрослый человек должен научиться выбирать автоматический выключатель, поскольку в доме без него обойтись нельзя. Чтобы правильно подобрать автомат, нужно рассчитать общую мощность всех функционирующих приборов, сделав небольшую добавку мощности на будущее.

Дополнительно нужно посмотреть, выдержит ли проводка конкретное значение нагрузки.

Качественный автомат стоит покупать в специализированном магазине, определив его мощность и модель с использованием специальной таблицы или схемы. Выбирая автомат, нужно учитывать свои реальные потребности и тогда он будет действительно хорошим.

Главное, правильно определить мощность всех электрических приборов в доме. Это легко можно сделать, если посмотреть на корпус того или другого прибора, где прописаны буквально все технические характеристики. Учитывая все нюансы выбора, можно найти и купить автомат для своего дома, который будет выдерживать нагрузку используемых электрических приборов.

Провести нужные расчеты очень просто, поэтому с такой легкой задачей просто нереально не справиться, что уже доказали многие пользователи, подбирая данную вещь для дома впервые, без опыта.

Расчет мощности трехфазной сети

Количество потребленной энергии в сети однофазного тока определяется простейшими расчетами, это не вызывает затруднений. Расчет мощности трехфазной сети сопряжен с некоторыми трудностями:

  • Наличие трех фаз вместо одной;
  • Различные схемы соединения потребителей – «звезда» или «треугольник»;
  • Симметрия или ее отсутствие при распределении нагрузки по фазам.

Как узнать свою схему

Для правильного определения и расчета мощности требуется знание нескольких факторов:

  • Количества фаз питания;
  • Способа соединения потребителей.

При однофазном подключении используется два провода:

  • Фазный провод;
  • Нулевой провод.

Для трехфазной сети характерно наличие трех или четырех проводников (подключение с заземленной нейтралью). При этом используется две различных схемы включения:

  • «Треугольник». Каждая нагрузка подсоединяется с двумя соседними. Напряжение каждой фазы подводится к точкам соединения потребителей.
  • «Звезда». Все три потребителя соединяются в одной точке. Ко вторым концам подключаются фазы питания. Это схема с изолированной нейтралью. В схеме с заземленной нейтралью точка соединения потребителей подключается к нулевому проводнику.

Трёхфазное или однофазное подключение

В зависимости от того, какой тип подключения используют, определение потребляемой мощности производится по-разному.

В однофазной сети потребляемая энергия считается по простейшей формуле:

где cosϕ – коэффициент мощности, характеризующий сдвиг фаз между током и напряжением в реактивной нагрузке.

Мощность 3 х фазной сети является суммой потребления по каждой фазе в отдельности. Формула мощности 3 х фазного тока имеет следующий вид:

Pобщ=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc,

где U, I, cosϕ – напряжение, сила тока и коэффициент мощности в каждой фазе, соответственно.

К сведению. Видно, что в общем случае трехфазное соединение требует большее количество приборов учета.

Иногда посчитать потребление энергии можно по упрощенному варианту. При симметричном потреблении, например, при подключении асинхронного двигателя, токи потребления одинаковы, и формула принимает следующий вид:

где:

  • Uф, Iф – фазные напряжение и ток;
  • Uл, Iл – линейные напряжение и ток.

Характеристики трехфазной системы

Трехфазная система электропитания характеризуется несколькими значениями напряжения и тока. Все зависит от того, между какими точками схемы производятся измерения:

  • между фазным проводом и нейтралью – фазное напряжение Uф;
  • между отдельными фазами – линейное Uл.

Соотношение между данными параметрами:

При симметричном распределении нагрузки токи во всех проводах равны. В четырехпроводной схеме (с заземленным нулем) ток в нулевом проводнике отсутствует, поэтому даже при обрыве нуля сеть продолжает нормально функционировать.

В том случае, когда потребление энергии по фазам различается, в нейтральном проводе протекает некоторый ток. Полный обрыв нейтрального проводника вызывает перекос фаз, поэтому напряжение на проводах может измениться в диапазоне от нуля до линейного.

Реактивный характер нагрузки учитывается коэффициентом мощности cosϕ. Данная величина пришла из теории комплексных чисел, которые используются, когда необходимо рассчитать параметры цепей переменного тока. В случае активной нагрузки cosϕ=1, но, чем более реактивный характер имеют потребители, тем больше коэффициент уменьшается, показывая, как снижается реальная мощность относительно полной.

Важно! Поэтому для правильного расчета и уменьшения нагрузки на генераторное оборудование в реактивных цепях устанавливают корректоры коэффициента мощности. Цепи с корректором приближают коэффициент cosϕ к единице.

Пример расчёта мощностных показателей

Наиболее простым примером может считаться расчет потребления энергии симметричной нагрузкой. Сколько будет потреблять электроэнергии трехфазный асинхронный двигатель, подключенный в сеть с линейным напряжением 380 В, и потребляющий ток 10 А по каждой фазе? Коэффициент мощности cosϕ=0.76. Тогда потребляемая мощность равна:

Более сложный расчет бытовой сети:

  • Фазное напряжение – 220 В;
  • Потребление по линиям – 10 А, 5 А, 2 А;
  • Первые две фазы подключены к активной нагрузке (электроплита, чайник);
  • Третья нагружена на люминесцентные светильники с cosϕ=0,5.

Pобщ=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc=220∙10+220∙5+220∙2∙0,5=3520 ВА.

Используя онлайн калькулятор расчетов, можно избавиться от большинства ошибок и сократить время вычислений. Требуется лишь правильно ввести данные по текущим параметрам

Измерение мощности ваттметром

Мощность потребления трехфазного тока измеряют, используя ваттметры. Это может быть специальный ваттметр, для 3-х фазной сети, либо однофазный, включенный по определенной схеме. Современные приборы учета электроэнергии часто выполняются по цифровой схемотехнике. Такие конструкции отличаются высокой точностью измерений, большими возможностями оперирования с входными и выходными данными.

Варианты измерений:

  • Соединение «звезда» с нулевым проводником и симметричная нагрузка – измерительный прибор подключается к одной из линий, считанные показания умножаются на три.
  • Несимметричное потребление тока в соединении «звезда» – три ваттметра в цепи каждой фазы. Показания ваттметров суммируются;
  • Любая нагрузка и соединение «треугольник» – два ваттметра, подключенных в цепь любых двух нагрузок. Показания ваттметров также суммируются.

На практике всегда стараются выполнить нагрузку симметричной. Это, во-первых, улучшает параметры сети, во-вторых, упрощает учет электрической энергии.

Видео

Расчет кабеля по нагрузке 3х фазного тока

При запуске оборудования в эксплуатацию важно правильно подобрать кабель для его электропитания. Заниженное сечение жил приводит к затруднённому запуску электродвигателя и перегреву кабеля, вплоть до его повреждения, избыточное сечение — к лишним затратам.

Какие марки кабеля лучше всего использовать для подключения двигателя?

Подбирая марки кабелей для питания асинхронных электрических двигателей, учитывают условия, в которых они будут работать. Для обеспечения питания передвижных электроустановок, которые часто перемещаются между объектами строительства или других работ, предпочтение следует отдавать гибким маркам кабельной продукции. Существует ряд механизмов, приводимых асинхронными электродвигателями, которые в процессе работы совершают постоянные перемещения. Например, кран-балки, электротали и другая грузоподъёмная техника. Электропривод таких механизмов подключается к электросети только гибкими медными кабелями с резиновой изоляцией. Токовые жилы гибких кабелей набраны пучками тонкой медной проволоки, поэтому выдерживают многократные изгибы.

Наиболее подходящие и популярные марки для таких двигателей КГ, КПГС, КПГ1У

Для прокладки в земле целесообразно выбрать бронированный кабель (например, ВБШв или АВБШв), чтобы исключить возможность его случайного повреждения в твёрдом грунте. Допускается прокладка в траншеях с подушкой из песка кабелей в ПВХ оболочке. Эти типы кабелей могут прокладываться и в лотках.

Как рассчитать сечение кабеля для электродвигателя?

В общем случае выбор сечения и марки кабеля для подключения двигателя входит в задачи проектирования. Ввод нового объекта, ремонт или реконструкция уже эксплуатирующегося, выполняются в соответствии с проектом. Проектировщики в своей работе учитывают различные факторы, влияющие на результаты выбора:

  • мощность подключаемого электродвигателя;
  • материал токопроводящих жил кабеля;
  • длину питающей кабельной линии;
  • вид кабельной трассы и способ прокладки.

Кроме этого, проверяется термическая стойкость кабеля при протекании ударного тока короткого замыкания в течение времени срабатывания защит.

Упрощенные методы расчета сечения для двигателя

Для самостоятельного подбора кабеля для трёхфазного двигателя можно пользоваться приближёнными методами. Для оценки величины номинального тока трёхфазного электродвигателя напряжением 380 вольт нужно мощность двигателя, выраженную в киловаттах умножить на два. Полученное значение приблизительно соответствует рабочему току в амперах. Как правило, оно несколько больше фактического значения, что создаёт определённый запас. Если есть возможность, то значение тока стоит уточнить на шильдике двигателя.


Шильдик двигателя

По одной из таблиц, приведённых в ГОСТ или Правилах Устройства Электроустановок, подбирается требуемое сечение, соответствующее найденному значению тока. Нужная таблица выбирается с учётом материала жил и метода прокладки проводников. Полученное сечение соответствует условиям нагрева при длительном протекании заданной величины тока. Если кабель предполагается прокладывать во взрывоопасной зоне категории В – 1а, расчётное значение тока умножается на поправочный коэффициент 1,25.

При большой протяжённости питающего кабеля (более 70 – 100 метров) может происходить существенное падение напряжения. Расчёт величины падения напряжения проводится для значения пускового тока.

Для очень грубой оценки при выборе кабеля по мощности двигателя в «полевых условиях» допустимо применять правило: одному киловатту мощности соответствует 1 мм 2 сечения кабельной жилы. Во всяком случае, при мощности электродвигателя до 50 кВт включительно, такой способ выбора допустим.

В случае необходимости этот принцип может быть использован при подборе моторного кабеля для питания асинхронного двигателя от частотного преобразователя.

Выбор сечения кабеля по мощности двигателя

В качестве примера выполним расчёт сечения кабеля для подключения асинхронного электродвигателя напряжением 380 вольт.

Исходные данные: мощность электродвигателя — 30 кВт, коэффициент мощности 0,86, кпд 0,9. Прокладка кабеля предполагается в траншее. Марка кабеля АВВГ.

Рассчитаем величину номинального тока двигателя, который будет принят в качестве длительно допустимого при выборе кабеля:

Отмечаем совпадение с результатами грубой оценки величины тока по методике, приведённой выше (30х2 = 60 А).

Теперь определим требуемое сечение алюминиевой жилы по ГОСТ 31996 – 2012. Интересующие нас данные находятся в таблице 21, в соответствии с которыми сечение многожильного кабеля, обеспечивающего длительное протекание переменного тока 59 ампер должно составлять 10 мм 2 при подземной прокладке. Данные в этом столбце таблицы относятся к трёхжильным кабелям.

Таким образом, может быть выбран кабель АВВГ 3х10 мм 2 . В сноске к таблице имеется уточнение, касающееся применения поправочного коэффициента 0,93 для кабелей с четырьмя жилами одинакового сечения с нагрузкой на каждой из них. В случае, когда нагрузкой служит трёхфазный асинхронный двигатель, поправку можно не применять, даже если кабель четырёхжильный, так как нулевой провод не несёт нагрузку. Четвёртая жила кабеля окажется загруженной только при подключении распределённой по трём фазам однофазной нагрузки.

Для дополнительной проверки выбора сечения можно воспользоваться таблицей 1.3.7 из Правил Устройства Электроустановок. Нас интересует последний столбик, где приведены длительно допустимые значения токов для трёхжильных кабелей, проложенных в земле. Ближайшим значением, равным или большим величине тока нагрузки является 70 ампер. Данному значению соответствует сечение 10 мм 2 . То есть, данные в основном совпадают, хотя таблица из ПУЭ допускает несколько большую загрузку кабеля.

При выборе медного кабеля (например, марки ВВГ) пользуемся данными таблицы 19 ГОСТ и 1.3.6 ПУЭ, из которых находим требуемое сечение 6 мм 2 .

Таким образом, может быть применён алюминиевый кабель АВВГ 3Х10 мм 2 , либо медный ВВГ 3х6 мм 2 .

Как выбрать сечение кабеля

При прокладке электропроводки нужно знать, кабель какого сечения понадобится прокладывать. Выбор сечения кабеля рассчитывается по потребляемой мощности, либо по потребляемому току. Также учитывать надо длину кабеля и способ укладки.

Выбираем сечение кабеля по мощности

Подобрать сечение провода можно по потребляемой мощности подключаемых приборов, такие приборы называются нагрузкой.

Выбор сечения кабеля зависит от мощности и силы тока

Собираем данные

Для начала найдите в паспортных данных бытовой техники потребляемую мощность, запишите ее на листке бумаги. Если проще, можно посмотреть шильдики — металлические таблички или наклейки, прикрепленные к корпусу оборудования и оборудования. Есть основная информация и чаще всего, есть сила. Самый простой способ определить это по единицам измерения. Если продукт производится в России, Беларуси, Украине обычно есть обозначение Вт или кВт, на оборудовании из Европы, Азии или США стоит английское обозначение для ватт — W, а потребляемая мощность обозначается аббревиатурой «ТОТ» или «ТОТ МАКС».

Пример шильдика с основной технической информацией

Если и эта информация недоступна (информация затерлась, например или вы планируете приобрести технику), можно взять среднестатистические данные. Для удобства они сведены в таблицу.

Таблица потребляемой мощности различных электроприборов

Найдите оборудование, которое планируете установить, выпишите мощность. Иногда ее дают с большим разбросом, поэтому иногда бывает сложно понять, какую цифру взять. В этом случае лучше взять от него максимум. В результате при расчетах у вас будет несколько завышена мощность оборудования и вам понадобится кабель большего сечения. Но для расчета сечения кабеля это хорошо, будет запас. Сгорают только кабели с меньшим поперечным сечением, чем необходимо. Трассы с большим сечением служат долго, так как меньше греются.

Суть метода

Чтобы подобрать сечение провода по нагрузке, добавьте мощность устройств, которые будут подключены к этому проводу. В то же время важно, чтобы вся мощность выражалась в одних и тех же единицах измерения — либо в ваттах (Вт), либо в киловаттах (кВт). Если есть разные значения, мы приводим их к одному результату. Чтобы перевести киловатты, умножьте их на 1000, и получите ватты. Например, преобразовать 1,5 кВт в ватты. Это будет 1,5 кВт * 1000 = 1500 Вт.

Если необходимо, можно провести обратное преобразование — ватты перевести в киловатты. Для это цифру в ваттах делим на 1000, получаем кВт. Например, 500 Вт / 1000 = 0,5 кВт.

Таблица сечения кабеля

Чтобы найти нужное сечение кабеля в соответствующем столбике — 220 В или 380 В — находим цифру, которая равна или чуть больше посчитанной нами ранее мощности. Столбик выбираем исходя из того, сколько фаз в вашей сети. Однофазная — 220 В, трехфазная 380 В.

В найденной строчке смотрим значение в первом столбце. Это и будет требуемое сечение кабеля для данной нагрузки (потребляемой мощности приборов). Кабель с жилами такого сечения и надо будет искать.

Немного о том, медный провод использовать или алюминиевый. В большинстве случаев, при прокладке проводки в доме или квартире, используют кабели с медными жилами. Такие кабели дороже алюминиевых, но они более гибкие, имеют меньшее сечение, работать с ними проще. Но, медные кабели с большого сечения, ничуть не более гибкие чем алюминиевые. И при больших нагрузках — на вводе в дом, в квартиру при большой планируемой мощности (от 10 кВт и больше) целесообразнее использовать кабель с алюминиевыми проводниками — можно немного сэкономить.

Как рассчитать сечение кабеля по току

Вы можете выбрать сечение кабеля по току. В этом случае мы проделываем ту же работу — собираем данные о подключенной нагрузке, но максимальное потребление тока ищем в характеристиках. Собрав все значения, мы их суммируем. Затем используем ту же таблицу. Просто ищите ближайшее большее значение в столбце «Текущее». В этой же строке смотрите сечение провода.

Например, надо подключить варочную панель с пиковым потреблением тока 16 А. Будем прокладывать медный кабель, потому смотрим в соответствующей колонке — третья слева. Так как нет значения ровно 16 А, смотрим в строчке 19 А — это ближайшее большее. Подходящее сечение 2,0 мм 2 . Это и будет минимальное значение сечения кабеля для данного случая.

При подключении мощных бытовых электроприборов от щитка тянут отдельную линию электропитания

Обращать внимание не строчку с чуть меньшим значением нельзя. В этом случае при максимальной нагрузке проводник будет сильно греться, что может привести к тому, что расплавится изоляция. Что может быть дальше? Может сработать автомат защиты, если он установлен. Это самый благоприятный вариант. Может выйти из строя бытовая техника или начаться пожар. Потому выбор сечения кабеля всегда делайте по большему значению. В этом случае можно будет позже установить оборудование даже немного больше по мощности или потребляемому току без переделки проводки.

Расчет кабеля по мощности и длине

Если линия электропередачи длинная — несколько десятков и даже сотен метров — помимо нагрузки или потребляемого тока необходимо учитывать потери в самом кабеле. Обычно большие расстояния ЛЭП при вводе электричества с опоры в дом. Хотя все данные должны быть указаны в проекте, можно подстраховаться и проверить. Для этого нужно знать выделенную мощность на дом и расстояние от столба до дома. Далее по таблице можно выбрать сечение провода с учетом потерь по длине.

Таблица определения сечения кабеля по мощности и длине

Вообще, при прокладке электропроводки, лучше всегда брать некоторый запас по сечению проводов. Во-первых, при большем сечении меньше будет греться проводник, а значит и изоляция. Во-вторых, в нашей жизни появляется все больше устройств, работающих от электричества. И никто не может дать гарантии, что через несколько лет вам не понадобиться поставить еще пару новых устройств в дополнение к старым. Если запас существует, их можно будет просто включить. Если его нет, придется мудрить — или менять проводку (снова) или следить за тем, чтобы не включались одновременно мощные электроприборы.

Открытая и закрытая прокладка проводов

Как все мы знаем, при прохождении тока по проводнику он нагревается. Чем больше ток, тем больше тепла выделяется. Но, при прохождении одного и того же тока, по проводникам, с разным сечением, количество выделяемого тепла изменяется: чем меньше сечение, тем больше выделяется тепла.

В связи с этим, при открытой прокладке проводников его сечение может быть меньше — он быстрее остывает, так как тепло передается воздуху. При этом проводник быстрее остывает, изоляция не испортится. При закрытой прокладке ситуация хуже — медленнее отводится тепло. Потому для закрытой прокладке — в кабель каналах, трубах, в стене — рекомендуют брать кабель большего сечения.

Выбор сечения кабеля с учетом типа его прокладки также можно провести при помощи таблицы. Принцип описывали раньше, ничего не изменяется. Просто учитывается еще один фактор.

Выбор сечения кабеля в зависимости от мощности и типа монтажа

Практические советы. Собираясь в магазин за кабелем, берите с собой штангенциркуль. Слишком часто заявленное сечение не соответствует действительности. Разница может составлять 30-40%, что очень много. Что это значит? Сгорание проводки со всеми вытекающими последствиями. Поэтому лучше прямо на месте проверить, действительно ли у этого кабеля необходимое сечение жилы (диаметры и соответствующие сечения кабеля указаны в таблице выше).

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Кабель сечением 185 мм2 максимальный ток
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector