Мощность прибора – Электрическая мощность — Википедия

Содержание

Электрическая мощность — Википедия

Электри́ческая мо́щность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии. Единицей измерения в Международной системе единиц (СИ) является ватт (русское обозначение: Вт, международное: W).

Мгновенной мощностью называется произведение мгновенных значений напряжения и силы тока на каком-либо участке электрической цепи.

По определению, электрическое напряжение — это отношение работы электрического поля, совершенной при переносе пробного электрического заряда из точки A{\displaystyle A} в точку B{\displaystyle B}, к величине пробного заряда. То есть можно сказать, что электрическое напряжение равно работе по переносу единичного заряда из точки A{\displaystyle A} в точку B{\displaystyle B}. Другими словами, при движении единичного заряда по участку электрической цепи он совершит работу, численно равную электрическому напряжению, действующему на участке цепи. Умножив работу на количество единичных зарядов, мы, таким образом, получаем работу, которую совершают эти заряды при движении от начала участка цепи до его конца. Мощность, по определению, — это работа в единицу времени. Введём обозначения:

U{\displaystyle U} — напряжение на участке A−B{\displaystyle A-B} (принимаем его постоянным на интервале Δt{\displaystyle \Delta t}),
Q{\displaystyle Q} — количество зарядов, прошедших от A{\displaystyle A} к B{\displaystyle B} за время Δt{\displaystyle \Delta t},
A{\displaystyle A} — работа, совершённая зарядом Q{\displaystyle Q} при движении по участку A−B{\displaystyle A-B},
P{\displaystyle P} — мощность.

Записывая вышеприведённые рассуждения, получаем:

PA−B=AΔt{\displaystyle P_{A-B}={\frac {A}{\Delta t}}}

Для единичного заряда на участке A−B{\displaystyle A-B}:

Pe(A−B)=UΔt{\displaystyle P_{e(A-B)}={\frac {U}{\Delta t}}}

Для всех зарядов:

PA−B=UΔt⋅Q=U⋅QΔt{\displaystyle P_{A-B}={\frac {U}{\Delta t}}\cdot {Q}={U}\cdot {\frac {Q}{\Delta t}}}

Поскольку ток есть электрический заряд, протекающий по проводнику в единицу времени, то есть I=QΔt{\displaystyle I={\frac {Q}{\Delta t}}} по определению, в результате получаем:

PA−B=U⋅I{\displaystyle P_{A-B}=U\cdot I}.

Полагая время бесконечно малым, можно принять, что величины напряжения и тока за это время тоже изменятся бесконечно мало. В итоге получаем следующее определение мгновенной электрической мощности:

мгновенная электрическая мощность p(t){\displaystyle p(t)}, выделяющаяся на участке электрической цепи, есть произведение мгновенных значений напряжения u(t){\displaystyle u(t)} и силы тока i(t){\displaystyle i(t)} на этом участке:

p(t)=u(t)⋅i(t).{\displaystyle p(t)=u(t)\cdot i(t).}

Если участок цепи содержит резистор c электрическим сопротивлением R{\displaystyle R}, то

p(t)=i(t)2⋅R=u(t)2R{\displaystyle p(t)=i(t)^{2}\cdot R={\frac {u(t)^{2}}{R}}}.

Дифференциальные выражения для электрической мощности[править | править код]

Мощность, выделяемая в единице объёма, равна:

w=dPdV=E⋅j{\displaystyle w={\frac {dP}{dV}}=\mathbf {E} \cdot \mathbf {j} },

где E{\displaystyle \mathbf {E} } — напряжённость электрического поля, j{\displaystyle \mathbf {j} } — плотность тока. Отрицательное значение скалярного произведения (векторы E{\displaystyle \mathbf {E} } и j{\displaystyle \mathbf {j} } противонаправлены или образуют тупой угол) означает, что в данной точке электрическая мощность не рассеивается, а генерируется за счёт работы сторонних сил.

В случае изотропной среды в линейном приближении:

w=σE2=E2ρ=ρj2=j2σ{\displaystyle w=\sigma E^{2}={\frac {E^{2}}{\rho }}=\rho j^{2}={\frac {j^{2}}{\sigma }}},

где σ=def1ρ{\displaystyle \sigma \,{\overset {\underset {\mathrm {def} }{}}{=}}\,{\frac {1}{\rho }}} — удельная проводимость, величина, обратная удельному сопротивлению.

В случае наличия анизотропии (например, в монокристалле или жидком кристалле, а также при наличии эффекта Холла) в линейном приближении:

w=σαβEαEβ{\displaystyle w=\sigma _{\alpha \beta }E_{\alpha }E_{\beta }},

где σαβ{\displaystyle \sigma _{\alpha \beta }} — тензор проводимости.

Так как значения силы тока и напряжения постоянны и равны мгновенным значениям в любой момент времени, то мощность можно вычислить по формуле:

P=I⋅U{\displaystyle P=I\cdot U}.

Для пассивной линейной цепи, в которой соблюдается закон Ома, можно записать:

P=I2⋅R=U2R{\displaystyle P=I^{2}\cdot R={\frac {U^{2}}{R}}}, где R{\displaystyle R} — электрическое сопротивление.

Если цепь содержит источник ЭДС, то отдаваемая им или поглощаемая на нём электрическая мощность равна:

P=I⋅E{\displaystyle P=I\cdot {\mathcal {E}}}, где E{\displaystyle {\mathcal {E}}} — ЭДС.

Если ток внутри ЭДС противонаправлен градиенту потенциала (течёт внутри ЭДС от плюса к минусу), то мощность поглощается источником ЭДС из сети (например, при работе электродвигателя или заряде аккумулятора), если сонаправлен (течёт внутри ЭДС от минуса к плюсу), то отдаётся источником в сеть (скажем, при работе гальванической батареи или генератора). При учёте внутреннего сопротивления источника ЭДС выделяемая на нём мощность p=I2⋅r{\displaystyle p=I^{2}\cdot r} прибавляется к поглощаемой или вычитается из отдаваемой.

Мощность переменного тока[править |

ru.wikipedia.org

Таблица мощностей бытовых приборов для расчета сечения электрокабеля


Оглавление статьи:

Зачем нужна таблица мощностей бытовых приборов

Производя ремонт кухни для расчета сечения электрического кабеля электропроводки кухни, необходимо понимать какие бытовые приборы будут использоваться на кухне. Для расчета сечения кабеля необходимо знать потребляемую мощность используемых бытовых приборов. Ниже приведены три таблицы, одна из которых таблица мощностей  бытовых приборов, усредненная, но достаточно точная для расчета сечения электрического кабеля при ремонте кухни.

Две другие таблицы позволяют по суммарной мощности бытовых приборов рассчитать сечение жил кабеля, нужного для питания этих приборов.

Таблица 1: Потребляемая мощность/Сила тока/Сечение жил кабеля (провода) 

Мощность, Вт Сила тока,А Сечение провода, кв.мм
200 0,9 0,1
400 1,8 0,2
800 3,6 0,4
1 000 4,5 0,5
1 500 6,8 0,7
2 000 9,1 0,9
2 500 11,4 1,1
3 000 13,6 1,4
3 500 15,9 1,6
4 000 18,2 1,8
5 000 22,7 2,3
6 000 27,3 2,7
7 000 31,8 3,2
10 000 45,5 4,5

Таблица 2: Мощность бытовых приборов по паспорту

Электроприборы на кухне (сравнительная таблица)

Электроприборы Мощность, кВт Длительность эксплуатации в течение суток
Тостер 0,8 10 мин
Кофеварка: 0,8
   варка кофе 12 мин
   сохранение в горячем виде 3 ч
Посудомоечная машина 2 2 загрузки ежедневно, 24 мин на каждый моечный цикл
Фритюрница 1,5 17 мин
Чайник 2 10 мин
Духовой шкаф 2 2 ч
Плита: 8
   большой нагревательный элемент 1 ч
   малый нагревательный элемент 1 ч
Холодильник 0,2 (компрессор + лампа) 7 ч (с учетом времени отключения с помощью реле)
Морозильная камера 0,2 (компрессор + лампа) 7 ч (с учетом времени отключения с помощью реле)
Микроволновая печь 0,85 10 мин
Микроволновая печь комбинированная 2,65 30 мин
Ростер 1,5 30 мин
Проточный водонагреватель 2 30 мин
Стиральная машина 3 1,5 ч
Сушилка для белья 3 30 мин
Кухонный комбайн 0,4 15 мин
Вытяжка (вентиляция) 0,3 30 мин

Таблица 3: Мощность бытовых приборов и освещения

НАИМЕНОВАНИЕ

МОЩНОСТЬ

ПРИМЕЧАНИЯ

ОСВЕЩЕНИЕ

1

Лампа накаливания

60Вт/75Вт/100Вт

2

Лампа энергосберегающая

7Вт/9Вт/11Вт

3

Точечный светильник(галогеновые лампы)

10Вт/20Вт/35Вт/50Вт

ЭЛЕКТРИПЛИТА

1

Независимая варочная панель

6600 Вт

BOSCH-Стеклокерамика

5800 Вт

ZANUSSI-4 Конфорки

7000 Вт

ZANUSSI-4 простые+2 индукторные конфорки

2

Независимый  Духовой шкаф

3000 Вт

AEG—51 литр

3500 Вт

ELECTROLUX-50 литров

3500 Вт

ARISTON-56 литров

3

Зависимый Духовой шкаф

10800 Вт

ELECTROLUX-9 режимов

10100 Вт

ZANUSSI

4

Встраиваемый комплект HANSA

Конфорки(2,2+1,2+1,2+1,8) кВт

=6400 Вт

ДУХОВКА:

Нижний нагрев:

1300 Вт

Верхний нагрев:

900 Вт

Гриль:

2000 Вт

Конвекция:

4 Вт

Освещение:

25 Вт

ИТОГО ОБЩАЯ  MAX. МОЩНОСТЬ

10629 Вт

ГРИЛИ,ГРИЛИ-БАРБЕКЮ,ГРИЛИ-ШАШЛЫЧНИЦЫ

1300 Вт-1700 Вт

ВЫТЯЖКА

240 Вт-300 Вт

КУХОННЫЕ КОМБАЙНЫ

450 Вт,750 Вт,800 Вт

СОКОВЫЖИМАЛКА

25Вт-30 Вт

Микроволновые ПЕЧИ без гриля

800-900 Вт

Микроволновые печи с грилем

2400 Вт

ПОСУДОМОЕЧНАЯ  машина

2200 Вт

ТОСТЕРЫ,РОСТЕРЫ

850-950 Вт

МИКСЕРЫ

350-450 Вт

ПАРОВАРКИ ВСТРАИВАЕМЫЕ

2200-2500 Вт

ПАРОВАРКИ НАСТОЛЬНЫЕ

850-950 Вт

АЭРОГРИЛИ

1300 Вт

ЯЙЦЕВАРКА

400 Вт

СТИРАЛЬНАЯ  машина

2200 Вт

ЭЛЕКТРОЧАЙНИК

2200-2400 Вт

ХОЛОДИЛЬНИК:

Класс  энергопотребления  «А»

160 Вт

AEG-280 литров

90 Вт

BOSCH-279 литров

МОРОЗИЛЬНАЯ КАМЕРА

100-120 Вт

Расчет сечения жил кабеля

Расчет сечения жил кабеля для электропроводки в зависимости от потребляемой мощности. По этой таблице вы сможете рассчитать, какое сечение жил кабеля нужно использовать, в зависимости от суммарной мощности бытовых приборов подключаемых к этому кабелю.

Например. Суммарная мощность группы бытовых приборов по таблице 2 и 3, получилась 6600 Вт. Питание 220 Вольт. По таблице смотрим, что для этой группы нужен кабель с медными жилами сечением 2,5 мм. Ток 30 Ампер, показывает, что для защиты данной группы нужен автоматический выключатель, с током отсечки не менее 30 Ампер. Это значит, что покупаем автомат защиты с номиналом 32 Ампера.

Проложенные открыто
S Медные жилы Алюминиевые жилы
мм2 Ток Мощн.кВт Ток Мощн.кВт
А 220 В 380 В А 220 В 380 В
0,5 11 2,4
0,75 15 3,3
1 17 3,7 6,4
1,5 23 5 8,7
2 26 5,7 9,8 21 4,6 7,9
2,5 30 6,6 11 24 5,2 9,1
4 41 9 15 32 7 12
5 50 11 19 39 8,5 14
10 80 17 30 60 13 22
16 100 22 38 75 16 28
25 140 30 53 105 23 39
35 170 37 64 130 28 49
Проложенные в трубе
S Медные жилы Алюминиевые жилы
мм2 Ток Мощн.кВт Ток Мощн.кВт
А 220 В 380 В А 220 В 380 В
0,5
0,75
1 14 3 5,3
1,5 15 3,3 5,7
2 19 4,1 7,2 14 3 5,3
2,5 21 4,6 7,9 16 3,5 6
4 27 5,9 10 21 4,6 7,9
5 34 7,4 12 26 5,7 9,8
10 50 11 19 38 8,3 14
16 80 17 30 55 12 20
25 100 22 38 65 14 24
35 135 29 51 75 16 28

Таблицы ПУЭ

В Главе 1 ПУЭ изд. 7 (Правила Устройства Электропроводки) есть несколько таблиц для допустимых токов по сечению жил провода (кабеля). Две таблицы пригодятся для электропроводки квартиры.

Таблица 1.3.4 Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и ПВХ изоляцией с медными жилами.

Таблица 1.3.5 Допустимый длительный ток для проводов и шнуров с резиновой и ПВХ изоляцией с алюминиевыми жилами.

©Remont-kuxni.ru

Другие статьи раздела: Электрика кухни

Последнее обновление

Поделись статьей с друзьями:

Похожее

remont-kuxni.ru

значения, нюансы и выводы по розеткам

22 Января 2019

К электрической розетке можно подключить электроприборы мощностью не более 3,5 кВт. Это ограничение возникает из-за такого параметра как номинальный ток электрической розетки, обычно это 16А.

Давайте посмотрим, какую мощность потребляют кухонные электроприборы. Сравнивая мощность бытовых приборов кухни со значением 3,5 кВт, мы можем следующие выводы:

  • нужно ли закладывать под прибор электрическую розетку? Альтернатива — прибор запитывается напрямую от силового кабеля или от силовой розетки.
  • можно ли два электроприбора включать одновременно, если они запитаны от двойной электрической розетки (номинальный ток двойной розетки такой же, как и у одинарной, он равен 16А)?

Мощности крупной и мелкой кухонной бытовой техники

Крупная кухонная техника

Встраиваемая кухонная техника

Мелкая кухонная бытовая техника















Прибор

Диапазон мощностей 

Примечание

Возможность подключения к розетке

Электрический чайник

1000-2200 Вт

 

Любой вариант, в том числе двойные розетки


Термопот

2200-3000 Вт

 

Кофеварка

1500-3500 Вт

Модели кофеварок для ресторанов и кафе до 9000 Вт!

Соковыжималка

200-2000 Вт

 

Кухонный комбайн

200-2000 Вт

 

Блендер

120-3400 Вт

 

Миксер

100-2400 Вт

 

Мультиварка

200-2400 Вт

 

Пароварка

300-3600 Вт

 

Хлебопечка

300-1000 Вт

 

Тостер

500-2500 Вт

 

Электрогриль

300-2500 Вт

 

Выводы

  1. У многих видов современной кухонной техники большая потребляемая мощность. Необходимо с осторожностью включать несколько мощных кухонных электроприборов одновременно. Особенно эта рекомендация касается жилых домов старого фонда с небольшой выделенной мощностью на квартиру. Если выделенная мощность на Вашу квартиру составляет 10 кВт, то лучше одновременно не использовать все 4 конфорки на электроплите (7 кВт), духовой шкаф (3 кВт), стиральную машину (3 кВт) и посудомоечную машину (3 кВт).

    Если Вам повезет и электроприборы «разминутся» в режимах максимального энергопотребления, то ничего страшного не произойдет.

    Если Вам не повезет, но Ваш электрический шкаф организован грамотно, то в этой ситуации у Вас сработает автоматический выключатель и обесточит часть электропотребителей.

    Если Вам не повезет и у Вас есть проблемы с приборами защиты от перегрузок в квартирном электрощите, то эта ситуация может вызвать самые разные последствия, начиная от небольшого нагрева электрических кабелей и заканчивая пожаром.


  2. Самые мощные кухонные приборы на среднестатистической кухне — электрическая плита и электрическая варочная поверхность. Для того, чтобы подключить питание к этим потребителям электроэнергии бытовая розетка не нужна (конечно, если мы не имеем в виду дачную переносную плитку с двумя конфорками).

  3. Немного уступают им по потребляемой мощности духовой шкаф, стиральная машина с функцией сушки и термопот (в режиме разогрева). Большая часть этих приборов запитываются от обычных электрических розеток с номинальным током 16А.

  4. На кухне у состоятельных гурманов могут оказаться электроприборы, от которых мы не ожидали высоких значений потребляемой мощности. Это профессиональные кофемашины. Их максимальная мощность может достигать 10 кВт. Такие электроприборы необходимо заранее учитывать при создании проекта электроснабжения.

  5. Мощности большинство серьезных кухонных приборов колеблются в интервале от 1000 до 2500 Вт. Если два прибора мощность 2500 Вт запитаны от двойной электрической розетки, то лучше включать их один за другим, не одновременно. Например, сначала мы вскипятили чайник, а затем, подождав, когда ог отключится, включили мощный кухонный комбайн.

  6. От двойной электрической розетки лучше не запитывать мощную стиральную машину с функцией сушки (модели мощностью около 2100 Вт, например, LG F-1296CD3 и др.) и посудомоечную машину (модели мощностью около 2500 Вт, например, De’Longhi DDW06F Cristallo ultimo и др). Если хозяйка захочет экономить электроэнергию, пользуясь ночными тарифами и включая оба прибора одновременно, то теоретически их пики электропотребления могут совпасть. Сушка в стиральной машине может совпасть с сушкой в посудомойке. Это может быть причиной разогрева контактов в бытовой электрической розетке и потенциально аварийной ситуации.

  7. Мелкая кухонная техника имеет самую разную мощность. Мощность профессиональных блендеров, миксеров, кухонных комбайнов и др. составляет около 2500 Вт. Мы также не рекомендуем использовать для их подключения двойные электрические розетки.

  8. В то же время, существует множество моделей мелкой бытовой техники с мощностью до 1000 Вт. Они могут подключаться к любым видам электрических розеток без опасений и в любом разумном порядке.

Надеемся, эта статья была вам полезной, ждем Ваших комментариев и приятного Вам ремонта!

okelectro.ru

основные характеристики, определение, формулы для расчета

Выполняя любые действия, связанные с обслуживанием электрической цепи, необходимо знать мощность нагрузки на сеть. Чтобы определить такой макропараметр сети, нужно наиболее точно установить значение потребляемой мощности всех и конкретно каждого из электрических приборов. Этот показатель указан на приборе или в его технических документах.

Характеристика величин

Электрический ток — это постоянное движение заряженных частиц в проводнике. У каждой заряженной частицы есть свой заряд, измеряемый в определенных единицах.

Сила тока — это суммарная величина заряда всех частиц, которые проходят по проводнику через определенную его площадь за единицу времени. Величина измеряется в амперах.

Напряжение — это физическая величина, характеризующаяся электрическим полем, которое создает электроток. Единица измерения напряжения — вольт.

Если умножить величину тока на напряжение, получится величина, характеризующая мощность. Ее единица измерения — Ватт. Например, если нужно определить, какая мощность электрической энергии при электротоке силой 4 ампера напряжением 200 вольт, нужно просто перемножить эти числа. В результате получится, что мощность электрической цепи на этом участке составляет 800 Ватт.

Для измерения применяется также другая единица — вольт-ампер.

Для того чтобы определить мощность электроприбора, необязательно применять специальные приспособления. Ведь, как правило, эти параметры всегда указываются в документации, прилагающейся к прибору. Кроме того, нередко они пишутся на самом приборе.

Также приблизительные значения напряжения и тока можно найти в специальных справочниках. Там, например, указано, что бытовые осветительные приборы должны иметь силу тока около 15 ампер. А мощные приборы, которые используются в быту, могут иметь силу тока свыше 50 ампер. Напряжение в сети практически всегда должно составлять 220 вольт.

Поскольку мощность определяется методом простого математического умножения, для нахождения значений других характеристик тока, можно воспользоваться обратными действиями. Например, если известны мощность и напряжение, можно определить силу тока. А если известны ток и мощность, можно определить напряжение.

Часто многочисленные обладатели электроприборов задаются вопросом, как рассчитывается сила тока, если известны значения мощности и напряжения. Например, если мощность составляет 40 Ватт, а напряжение — 20 вольт, можно методом деления узнать, что ток в цепи составляет 2 ампера.

Потребление электроэнергии

Расчет потребляемой мощности — это важная процедура, так как оплата электроэнергии производится именно по этому показателю. Чем больше энергии потребляет электроприбор, тем больше придется платить. Но в быту для измерения используются не ватты, а киловатты. В одном киловатте 1 тыс. ватт.

Номинальный показатель предполагает величину, необходимую для нормального функционирования прибора, например:

  • Для обычного холодильника этот параметр составляет 0,5 киловатт. Для того чтобы экономить электроэнергию, важно уметь проводить полные расчеты. То есть важно знать суммарную мощность всех потребителей тока, находящихся в доме.
  • При применении двух осветительных приборов, обладающих величинами 80 Ватт и 20 Ватт, можно оценить экономическую целесообразность покупки лампы с наименьшей величиной. Если оба прибора будут работать одинаковое количество времени, то первый будет потреблять в четыре раза больше электроэнергии. Следовательно, платить за него также придется в 4 раза больше.

Однако в доме современного человека электроприборов много. Это не только лампочки, поэтому определять суммарную величину несколько сложнее. Нужно знать величину каждого прибора и время его работы.

Для уменьшения финансовых расходов многие устанавливают в своих домах специальные энергосберегающие лампы. Стоит иметь в виду, что некоторые электроприборы способны потреблять энергию даже тогда, когда они не работают, но при этом не отключены от сети.

Проведение расчетов в интернете

Математические расчеты можно упростить, если воспользоваться специальным онлайн-калькулятором в интернете. Во всемирной сети таких много. Их использование максимально упрощено: нужно в специальные поля ввести значения тока и напряжения, а затем нажать на кнопку «Посчитать». После этого на экране появится число, характеризующее мощность. Однако онлайн-калькуляторы лишь наполовину упрощают работу.

При их использовании не придется ничего считать, но при этом определять силу тока и напряжение нужно самостоятельно. Существуют такие сайты, на которых можно найти таблицы с приведенными значениями потребляемой мощности часто использующихся приборов: холодильников, компьютеров или стиральных машин.

Устройства для определения мощности

Для нахождения величины можно воспользоваться специальными устройствами, которые называются ваттметрами. При включении в электросеть они измеряют не мощность, а ток и напряжение. В них встроен калькулятор, который мгновенно перемножает полученные числа, а затем выдает на экране результат.

Как пользоваться ваттметром? Нужно вставить устройство в розетку, а затем в само устройство вставить вилку того прибора, мощность которого требуется определить. Через несколько секунд на экране ваттметра появятся числа, характеризующие нужный показатель.

Задняя панель ваттметра обычно имеет отсек для батареек, которые могут идти в комплекте с самим устройством. Рядом с этим отсеком располагается пластина с информацией о самом устройстве. Вилка для включения в розетку обычно располагается на задней панели. Внешняя панель ваттметра представлена экраном и несколькими клавишами для управления. Также здесь располагается розетка, предназначенная для включения электроприборов.

Если ваттметр включен в сеть, на дисплее отображаются три информационные строки. Две из них цифровые и одна графическая. Кнопка «Value» необходима для переключения и для определения параметров. С ее помощью можно давать прибору команды, чтобы он определял напряжение или ток.

Измерять характеристики электрического тока можно также с помощью клещей и тестеров. Они отличаются от ваттметра тем, что их нужно заводить за провода прибора, а не включать в розетку. Так можно легко измерить ток, который проходит через прибор.

#s3gt_translate_tooltip_mini { display: none !important; }

220v.guru

Таблица мощности бытовых приборов, мощность потребления бытовых приборов, мощность бытового оборудования, мощность прибора, электротехнические устройства подбор бытовых приборов по их мощности, потребляемая мощность домашних приборов, мощность электроприб | Электросети | Инженерия | Дом

Электротехнические устройства: подбор бытовых приборов по потребляемая мощность домашних приборов.

Таблица мощностей бытовых приборов


Потребляемая мощность бытовых приборов может быть высока. Возможности электросети коттеджа закладываются на этапе проектирования, когда определяется ее максимальная потребляемая мощность, от которой зависит, какое количество бытовых приборов сможет единовременно работать. При расчете мощности учитывают количество проживающих в доме человек, мощность каждого из электроприемников, их количество, характер нагрузки, тип. Как объяснил Вячеслав Андрейченко, генеральный директор компании «ДС Электро», в проекте на планах наносятся трассы электропитания групп силовых линий и линий электроосвещения по всем помещениям дома и по участку с разбивкой на группы и указанием всех подключенных потребителей электроэнергии. Проект предусматривает расчет длин и сечения кабелей в зависимости от способов прокладки с учетом потребляемой мощности бытового оборудования (которую можно узнать по таблица мощностей бытовых приборов), а также с учетом длины кабеля «по падению напряжения в линии». Такие расчеты помогают выбрать правильное сечение кабеля, что позволит передавать заданную величину мощности и обеспечить электроприемник требуемым напряжением 220/380 В. Грамотное проектирование дает гарантию, что внутренние и наружные электросети будут надежными и безопасными в эксплуатации. В ходе проектирования можно смоделировать сеть и учесть все возможные нюансы, и впоследствии хозяин сэкономит на монтаже.

К проекту электрической части необходимо приступать после архитектурного, дизайнерского, ландшафтного проектов, разработки инженерной части (отопление, водоснабжение, вентиляция, кондиционирование), проекта системы управления и автоматизации. Исходя из этих данных, можно заложить в проект провод нужного сечения, который выдержит воздействие протекающих через него токов, расположить розетки непосредственно возле приборов, чтобы не загромождать интерьер удлинителями и тройниками. Современная бытовая техника, то есть мощность бытовых приборов, потребляет большую мощность — до 5 кВт. Это обязательно стоит учитывать как при прокладке электропроводки, так и при выборе розеток. Электросчетчик и «автоматы» защиты также должны быть рассчитаны на такую нагрузку. Проверить, соответствует ли электроначинка дома потребляемым токам, можно и самостоятельно, по формуле:

P=UxI, где Р — мощность прибора, U=220 В — напряжение в розетке, I — потребляемая мощность домашних приборов. Зная мощность бытового оборудования (указана в техпаспорте), можно определить ток. который будет протекать в цепи. На розетках, счетчиках, автоматах есть обозначение, на какой максимальный ток они рассчитаны. Все бытовые приборы работают от однофазной сети, однако могут работать и от трехфазной. Специалисты рекомендуют проводить в дом трехфазную сеть: при тех же стартовых затратах она более надежна.

Таблица мощностей бытовых приборов, то есть мощность электроприборов, приведена выше.

 

Безопасность
Все электроприборы, потребляемая мощность домашних приборов как и электросеть в целом, несут опасность поражения электрическим током, возникновение пожара. Поэтому к вопросу обеспечения безопасности необходимо относиться крайне ответственно.
Заземление. Электрическая сеть дома должна быть заземлена. Согласно требованиям действующих норм, для однофазной сети прокладывают три провода, для трехфазной — пять проводов. Все без исключения розетки и электроприемники, включая осветительные, заземляют. Быстровращающиеся детали (компрессор в холодильнике, двигатель в стиральной или сушильной машине) — источник статического электричества, возникающего из-за трения. Удары его опасны для жизни. Если же вращающую деталь заземлить, статический заряд будет «стекать» в землю и опасности поражения током можно избежать. При установке техники в помещении с металлическим, бетонным или иным токопроводящим полом всегда помните о так называемом шаговом электричестве.
Защита от искрения. При использовании мощных приборов надо избегать проскакивания искры в месте подключения. Для этого необходимо, во-первых, использовать качественные розетки. Вставленная в розетку вилка не должна шататься или легко выпадать. Во-вторых, электроприбор следует включать в розетку только когда его выключатель поставлен в положение «ВЫКЛ».
Защита от перегрузки. Зачастую разводка электропроводки по дому проводится веерным типом, а именно: от счетчика отходит один силовой кабель на весь дом и потом посредством распределительных коробок его разветвляют по комнатам. При этом везде используется провод одного сечения. Сеть может выдержать одновременное включение не более двух мощных приборов в одной комнате. Если же включить одновременно, например, в одну розетку стиральную машину, в другую — чайник, в третью — утюг, и в четвертую — СВЧ, это может привести к перегреву оборудования и даже к пожару.
Автоматические устройства защиты. На счетчике должны быть установлены «Автоматы» защиты. При превышении допустимой нагрузки (включили одновременно много приборов) они автоматически отключают всю сеть. Также автоматы срабатывают в момент короткого замыкания — потому что начинает протекать слишком большой ток. Однако для поражения человека достаточно тока в 0,1 А. Конечно, ни один из «автоматов» не сработает от такого тока. Поэтому для защиты от утечки небольших токов нелишним будет установить в электрощитке устройство защитного отключения (УЗО). Этот прибор сравнивает токи, текущие по фазному (к электроприбору) и нулевому (от прибора) проводам, и отключает цепь, если токи различаются даже на столь малую величину как 0,1 А.

О защите электроприборов
Вячеслав Андрейченко,

генеральный директор АС ЭЛЕКТРО
К искажениям в электросети очень чувствительны слаботочные приборы, микропроцессорная техника. Поэтому компьютеры, сигнализацию, электронику рекомендовано запитать дополнительно от источника бесперебойного питания (ИБП). Он убирает помехи, стабилизирует напряжение до нужного уровня и делает форму напряжения синусоидальной без искажений. А за счет энергии, накопленной в аккумуляторах, источник бесперебойного питания сможет определенное время подпитывать бытовые электроприборы энергией, в случае если напряжение исчезло. Для длительной работы его, конечно, не хватит, но покрыть время, пока будет запускаться генератор, он вполне способен. Если потребителей, нуждающихся в ИБП, более 2-3, то вместо нескольких аппаратов целесообразнее приобрести один мощный ИБП и установить в месте, откуда распределяется электроэнергия — возле электрощита.

Сеть без помех

В отечественной электросети нередки скачки напряжения импульсные и коммутационные помехи. Это приводит к неполадкам бытовых электроприборов, блоки и модули которых чувствительны к перепадам напряжения. Допуск по перепадам составляет +10%…-15%, то есть от 187 В до 240 В. Но в сетях загородных домов напряжение может падать ниже 180 В и повышаться до 250 В. Поломку прибора, произошедшую вследствие данных воздействий, потребителю придется исправлять за свой счет, даже если прибор на гарантии, ведь гарантийный ремонт техники производится в случае, если неисправность техники произошла по вине изготовителя. А скачки напряжения расцениваются как внешнее воздействие, в чем никак не просматривается вина производителя. Чтобы минимизировать влияния возможных перепадов напряжения, сбоев и помех, используют специальное оборудование. Чтобы обезопасить приборы, рекомендуется применять стабилизаторы переменного напряжения. При этом стоит учитывать мощность нагрузки, на которую рассчитан стабилизатор, и не использовать бытовые приборы с большей потребляемой мощностью. Для защиты от импульса перенапряжения, который возникает при прямом или удаленном ударе молнии, надо оборудовать внутреннюю молниезащиту (путем создания защитных зон на пути проникновения импульса перенапряжения, на каждом переходе зон для ограничения потенциала монтируют устройство защиты от импульсных перенапряжений — молниеразрядник перенапряжений).

О проектировании электросети
Олег Гречух,

архитектор ЦЕНТРА ПРОДАЖИ ПРОЕКТОВ
Пакет документов типового проекта загородного дома включает инженерную часть, где указаны схемы разводки внутридомовых электросетей, расчет мощности прибора, необходимое электрооборудование и пр. Набор наиболее часто используемых бытовых электроприборов стандартен, что позволяет усреднено высчитать вероятные нагрузки на электросеть и требуемую мощность. Например, для коттеджа площадью 200-300 м2 без электрокотла для отопления потребуется порядка 20-24 кВт электроэнергии. Если инженерная часть в типовом проекте отсутствует, ее обязательно нужно разработать, что делают и в нашем центре. Цена вопроса стартует от 1,5 доллара за 1 м2 общей площади дома. Электрооборудование дома — достаточно сложная система. Для того чтобы чувствовать себя безопасно, нужно не отступать от проектных решений, ведь в случае поломки проект поможет определить причину и не разрушать стены и потолки в поисках прохудившихся проводов, а произвести локальный ремонт.

Мощности не хватило

Проект утвержден, дом построен, все коммуникации проведены, но планы энергопотребления у хозяина изменились, и мощности существующей сети недостаточно. Такой вариант развития событий — не редкость. Решить проблему возможно несколькими способами. Традиционный — получить разрешение в районной энергоснабжающей организации на подсоединение дополнительной мощности. Эта схема имеет ряд недостатков; в местной энергосети могут отсутствовать резервы или приобретение дополнительных киловатт может стоить дорого. Более практичный способ — установить автономное питание. К примеру, дизельные генераторы. Либо же использовать альтернативные источники энергии — солнечные батареи, ветровые станции. Такое оборудование эффективно в наших широтах и позволяет создать домашнюю независимую энергосистему, дающую более 3 кВт электроэнергии.

Автор: Марина Рогальская

Источник: ДОМ.ua

www.accbud.ua

Расчет домашней сети, определение мощности



Современная внутренняя система электроснабжения дома или квартиры обязана удовлетворять нескольким требованиям. Она должна быть:

  • Рассчитана на длительную безаварийную эксплуатацию
  • Обеспечена устройствами защиты от перегрузки, короткого замыкания, поражения человека электрическим током и значительных скачков напряжения
  • Обеспечена различными приборами, позволяющими повысить комфортность проживания
  • Рассчитана на возможность подключения самых различных устройств


Создание такой системы — непростая задача, требующая вдумчивого и системного подхода. Она предполагает реализацию следующих этапов: расчет, комплектация и монтаж.


В процессе расчета в помещениях выявляются определенные функциональные зоны, требующие подключения каких-либо электрических приборов. Эту работу удобнее всего выполнять с использованием плана квартиры или дома. На плане можно «расставить» предполагаемую мебель, «разместить» люстры и светильники, «установить» электроплиту, холодильник, стиральную машину и т. д. Это позволит определить расположение розеток, а также их тип. Размещение люстр, светильников и подсветок позволит, в свою очередь, найти удобные места для соответствующих выключателей. На этом же плане следует указать мощность оборудования, планируемого к установке.


Разделение всех потребителей на группы


Расчет домашней электрической сети, как правило, начинается с разделения всех потребителей на группы. Под группой понимается несколько потребителей, подключенных параллельно к одному питающему проводу, идущему от распределительного щита. Это группы освещения, группы розеток и т. д. Отдельными линиями запитываются агрегаты большой мощности (стиральные машины и электрические плиты). В отдельную группу выделяются розетки кухни, где подключаются микроволновые печи, электрические духовки, посудомоечные машины, электрические чайники и многое другое.


Результат разделения потребителей на группы вначале лучше отобразить в таблице, дополняя ее в дальнейшем новыми данными (табл. 1).



Группы потребителей электрической энергии с отдельными устройствами защиты могут формироваться тремя способами:

  • По помещениям в квартире (каждому помещению предоставляют отдельную линию)
  • По видам потребителей: освещение, розетки, электроплиты, стиральные машины и т. д
  • Для каждого потребителя, будь то розетка или светильник, проводится отдельная линия электропитания с устройствами защиты (европейский вариант)


Как показывает практика, любая разводка в доме или квартире является комбинацией вышеназванных вариантов в зависимости от конкретных потребностей и условий.


Определение установленной мощности и тока нагрузки


Важным этапом проектирования является определение суммарной потребляемой мощности установленного оборудования в каждой группе.


Величина установленной мощности позволяет рассчитать номинальный ток нагрузки на данную цепь. Номинальный ток — это тот максимальный ток, который будет протекать по фазному проводу. Во внутренней сети квартиры или дома с напряжением 220 В он легко определяется по максимальной потребляемой мощности.


При однофазной нагрузке номинальный ток In ~ 4,5Pm, где Pm — максимальная потребляемая мощность в киловаттах. Например, при Pm = 5кВт In = 4,5 * 5 = 22,5 А.


При распределении потребителей по группам необходимо исходить из следующих условий:

  • Кондиционер, теплые полы, электроплита, стиральная машина и другие мощные потребители с открытыми токопроводящими элементами должны подключаться к отдельным линиям, каждая из которых защищается автоматом защиты и УЗО
  • В отдельную группу выделяются розетки зон с повышенной влажностью (кухни и ванные комнаты)
  • Розетки жилых комнат можно объединить в одну группу
  • Систему освещения жилых комнат желательно разделить на две (или более) группы


Разделение на группы выполняется в распределительном шкафу, где на каждую группу устанавливается автоматический выключатель, а в некоторых случаях и УЗО. Таким образом, каждая из групп за пределами распределительного щита представляет собой отдельную электрическую цепь.


Значение номинального тока нагрузки позволяет определить и характеристики защитных устройств, и сечение жил провода.


Самым простым является расчет группы с одним прибором, например электрической духовкой. Ее потребляемая мощность 2 кВт (определяется по паспорту). Номинальный ток нагрузки In = 4,5 * 2 = 9 А. Таким образом, в цепь питания духовки должен устанавливаться автоматический выключатель с номинальным током не менее 9 А. Ближайшим по номиналу является автомат 10 А.


Расчет токовой нагрузки и выбор автоматического выключателя для группы с несколькими потребителями усложняется введением коэффициента спроса, определяющего вероятность одновременного включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени.


Конечно, величина коэффициента спроса зависит от множества объективных и субъективных факторов: типа квартиры, назначения электрических устройств и т. д. Например, коэффициент спроса для телевизора обычно принимается за 1, а коэффициент спроса для пылесоса — 0,1. Существуют даже целые системы расчета коэффициента спроса как для отдельных квартир, так и для многоэтажных домов.


Понятно, что одновременное включение и работа всех электроприборов в квартире или частном доме маловероятны. Поэтому в нашем случае коэффициент спроса для каждой группы можно определить по таблице усредненных значений (табл. 2).


Для расчета розеточной группы кухни примем, что там будут включаться следующие приборы:

  • Электрический чайник — 700 Вт
  • Овощерезка — 400 Вт
  • Микроволновая печь — 1200 Вт
  • Холодильник — 300 Вт
  • Морозильник — 160 Вт
  • Прочее — 240 Вт


Суммарная номинальная мощность этих приборов в группе составляет 3000 Вт.


С учетом коэффициента спроса (равного 0,7) номинальная мощность будет равна 3000 * 0,7 = 2100 Вт.


Номинальный ток нагрузки в цепи этой розеточной группы будет равен 4,5 х 2,1 = 9,45 А.


После аналогичных расчетов дополним табл. 3 полученными значениями потребляемой мощности и номинального тока для остальных групп.



Выбор сечений жил и типа провода


Сечение жил провода для каждой группы рассчитывается в зависимости от предполагаемой суммарной мощности устанавливаемых в ней приборов и расчетных значений силы тока (конечно, с некоторым запасом). Необходимые рекомендации можно получить в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) — главном документе электрика.


Табл. 4 отражает соответствие нагрузочных токов и допустимых сечений проводов, регламентированных ПУЭ (применяется для медных проводов, потому что использование алюминиевых в электропроводке жилых помещений в настоящее время запрещено).



Для более точного расчета нужных сечений жил проводов необходимо не только руководствоваться мощностью нагрузки и материалом изготовления жил, но и учитывать способ их прокладки, длину, вид изоляции, количество жил в проводе, условия эксплуатации и другие факторы. Поэтому опытные электрики считают оптимальным вариантом применение жил сечением 1,5 мм2 — для осветительной группы (4,1 кВт и 19 А), 2,5 мм2 — для розеточной группы (5,9 кВт и 27 А) и 4—6 мм2 — для приборов большой мощности (свыше 8 кВт и 40 А). Такой вариант выбора сечений для проводов является, пожалуй, наиболее распространенным при монтаже электропроводки квартир и домов. Он позволяет повысить надежность скрытой проводки, а также создать некоторый «резерв» в случае увеличения мощности нагрузки, например при подключении дополнительных устройств В табл. 5 приведены сечения жил проводов, выбранные для нашего примера.


При выборе типа и марки провода необходимо исходить, прежде всего, из соображений надежности и долговечности. Также следует учитывать допустимое напряжение пробоя изоляции. Особенно это актуально при скрытой проводке. Сегодня для внутренней проводки в доме или квартире лучше всего использовать электрические провода с однопроволочными медными жилами (плоские или круглые) марки ВВГ, ВВгнг и NYM.



Выбор устройств защиты


Дальнейшая работа заключается в проектировании многоуровневой защиты внутренней электрической сети и оборудования от различных аварийных ситуаций. Эта важная и ответственная задача требует определенной подготовки и включает в себя выбор защитных устройств по типу и характеристикам, а также способ их подключения. Для защиты внутриквартирной сети используются, как правило, автоматические выключатели,
устройства защитного отключения (УЗО), дифференциальные автоматы, реле напряжения.


Для сети частного дома кроме указанных устройств используются
стабилизаторы, а также
устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). В квартирной проводке устройство защиты от импульсных перенапряжений и грозовых разрядов не требуется, так как она, как правило, входит в защитную систему всего дома.


Для выбора характеристик защитных устройств используются значения установленной мощности и номинальных токов, полученные в предыдущих расчетах, и принятые сечения проводов. Более подробные сведения о защитных устройствах приведены в разделе «Защитные устройства».



Автоматический выключатель


Автоматический выключатель служит для защиты проводки от токов перегрузки и короткого замыкания. УЗО является эффективным средством защиты от поражения электрическим током и возникновения пожаров, связанных с нарушением проводки. Включение в схему реле напряжения позволяет обеспечить надежную защиту дорогостоящего оборудования от аварийных скачков напряжения.


Выбор автоматического выключателя выполняется в первую очередь по допустимой величине номинального тока для проводки. При этом следует иметь в виду, что автоматический выключатель служит для защиты от сверхтоков именно электропроводки, идущей к розетке, а не подключенного к ней оборудования. Любая техника, как правило, имеет свою встроенную защиту от перегрузок или замыканий. Не защищает автоматический выключатель и людей от поражения электрическим током. Поэтому номинальный ток автоматического выключателя выбирается, прежде всего, исходя из возможностей проводки и ни в коем случае не должен превышать максимально допустимый ток для данного сечения провода. Для бытовых сетей изготавливаются автоматические выключатели с номинальными токами 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А


При выборе автомата необходимо учитывать также класс прибора, его отключающую способность и класс токоограничения.


Автоматические выключатели класса В необходимо применять для защиты цепей с лампами накаливания и нагревательными приборами. Для всех остальных бытовых нагрузок используют автоматы с характеристикой С. Отключающая способность автоматического выключателя должна быть не менее 4,5 кА и не менее 6 кА для медной проводки сечением 2,5 мм2 и выше. Класс токоограничения следует выбирать не ниже 2, а лучше 3.


Итак, исходя из табл. 6, для нашего примера подойдут автоматические выключатели ВА 63 класса С с током короткого замыкания от 4000 до 6000 А и номинальными токами, соответствующими сечению жил по каждой группе. При этом следует помнить, что номинальный ток автомата должен быть на один порядок меньше значения допустимого тока для защищаемого провода.


Технические характеристики автоматических выключателей отражены в маркировке, имеющейся на корпусе. На рисунке изображен автоматический выключатель на 16 А, класса С с отключающей способностью до 4500 А.



Среди автоматических выключателей различных производителей наибольшее распространение получили устройства серии ВА фирм IEK, ДЭК, ИНТЭС, EKF. Они достаточно надежны и вполне удовлетворяют критерию цена/качество. К более дорогим устройствам премиум класса относятся автоматические выключатели серий ABB, Legrand, Siemens. Они имеют перегрузочную способность по току около 6—8 кА, механическую износостойкость и наработку на отказ, а также дополнительный сервис (крышечки, индикаторы и т. д.). Однако выбор дорогих автоматов предполагает использование и других элементов электрической системы той же ценовой категории.


Устройство защитного отключения (УЗО)


Для правильного выбора УЗО вначале нужно определиться с его конструктивными особенностями (электромеханическое или электронное). Электромеханические УЗО стоят гораздо дороже, но они отличаются высокой степенью надежности и способны гарантированно срабатывать при любом уровне напряжения в сети. Электронные УЗО на порядок дешевле, но их работоспособность (в силу конструктивных особенностей) зависит от стабильности напряжения в сети, что в редких случаях не исключает возникновение аварийной ситуации. Однако чаще всего они работают вполне стабильно, поэтому предпочтение отдается электронным УЗО в силу их доступности и дешевизны. Следует отметить, что их использование вполне оправданно при дополнительной установке стабилизатора напряжения.


Основными характеристиками УЗО являются ток утечки (ток срабатывания), время срабатывания и максимальная величина тока короткого замыкания. Расчетный ток утечки для бытовой сети, как правило, выбирается в пределах от 10 до 30 мА При этом время срабатывания должно составлять в среднем от 10 до 30 мс Максимальная величина тока короткого замыкания
Inc — характеристика, определяющая способность прибора выдерживать сверхтоки, возникающие в цепи при коротком замыкании. Понятно, что автоматический выключатель, соединенный в цепи последовательно с УЗО, сработает на отключение, но это произойдет через 10 мс, а за это время УЗО будет находиться под воздействием сверхтока. И если оно сохраняет при этом работоспособность, то его качество считается высоким. Значения максимального тока короткого замыкания для различных УЗО лежат в пределах от 3000 до 10 000 А, а минимально допустимое значение Inc — 3000 А.


При выборе типа УЗО (АС, А, В, S, G) следует учитывать характер нагрузки в защищаемой группе. Если в цепь включаются современные стиральные машины, микроволновки, телевизоры, компьютеры, кондиционеры и т. д, имеющие в своем составе импульсные блоки питания, выпрямители, тиристорные регуляторы, то предпочтительнее устанавливать УЗО типа А. Применение УЗО типа АС допускается в случаях, когда заведомо известно, что в зону защиты УЗО не будут входить устройства с выпрямительными элементами. Селективное УЗО типа S устанавливается, как правило, на вводе после главного автоматического выключателя при организации многоуровневой защиты. Они служат для защиты всей сети дома или квартиры и должны срабатывать с задержкой во времени по отношению к УЗО, защищающим отдельные группы потребителей.


Окончательный выбор УЗО можно выполнить с достаточной точностью, используя значение номинального тока в цепи конкретной группы. Номинальный ток УЗО выбирается из следующего ряда; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 80; 100; 125 А


В нашем примере (табл. 7) на группы № 1, 2, 3, 5 устанавливается УЗО с током утечки 30 мА и номинальными токами, на порядок превышающими токи автоматических выключателей.


Кроме того, после главного автомата устанавливается общее УЗО с током утечки 300 мА.



Для защиты УЗО от токов короткого замыкания и токов перегрузки перед ним обязательно устанавливается автоматический выключатель. При этом номинальный ток УЗО должен быть на ступень больше. Смысл такого требования заключается в следующем. Если УЗО и автоматический выключатель имеют равные номинальные токи, то при протекании тока, превышающего номинальный, например на 45 % , т. е. тока перегрузки, автоматический выключатель может сработать в течение одного часа. Это означает, что УЗО длительный период времени будет работать в режиме перегрузки.


Наиболее вероятными местами поражения электрическим током в квартирах и домах являются помещения с повышенной влажностью — кухня и ванная комната. Здесь достаточно много электробытовых приборов с открытыми токопроводящими элементами и естественных заземлителей (водопроводные, газовые трубы). Группы розеток таких помещений требуют установки УЗО в первую очередь.


Все важнейшие характеристики УЗО должны содержаться в маркировке прибора на его лицевой панели и в сопроводительной технической документации.


Эффективная работа УЗО в значительной степени зависит от правильной его установки. Устройство, как правило, подключается в распределительных щитах после главного (вводного) автомата. Допускается установка одного УЗО с током утечки 30 мА на всю квартиру или дом. Недостатками данного решения являются трудность обнаружения места утечки и полное отключение напряжения в квартире при срабатывании устройства.



Приобретая защитные устройства, необходимо обратить внимание не только на параметры приборов, но и на качество их изготовления, подтвержденное соответствующими сертификатами.
В любом случае предпочтение следует отдавать фирме-изготовителю, которая предлагает полный ассортимент защитных устройств.


Вместо комбинации из двух устройств — УЗО + автомат — можно использовать дифференциальный автомат, сочетающий в себе функции обоих приборов. Такое решение в значительной степени упрощает их подбор и последующий монтаж.



Для наглядности полученные результаты можно изобразить в виде однолинейной схемы, где хорошо видны взаимосвязи всей электрической сети, а также характеристики ее элементов. Такая схема поможет избежать возможных сшибок при сборке распределительного щита. Следует отметить, что на этой схеме отсутствует система защиты от скачков напряжения (реле напряжения).
В ней также не отражены тип электропитания (трехфазный или однофазный) и способ заземления.



В случае деления энергопотребителей на группы рекомендуется устанавливать по одному УЗО 30 мА на группу розеток и на группу освещения, а также по одному УЗО 30 мА на каждую линию, питающую энергоемкие приборы. Такой вариант позволяет избежать неудобств при срабатывании устройства и локализовать аварийную зону. Кроме того, рекомендуется установка одного УЗО с током утечки в 300 мА — на вводе.


Оно устанавливается после автоматического выключателя, а его номинальный ток будет зависеть от расчетной нагрузки и номинального тока автомата. В этом случае лучше применить не обычное, а так называемое селективное УЗО, время срабатывания которого составляет 0,3—0,5 с. Более длительное время срабатывания даст возможность среагировать на возникшую утечку устройствам, защищающим отдельные электроприборы или группы. Только в том случае, если они не сработают, оно отключит всю схему электроснабжения целиком.



Реле напряжения (PH)


Реле напряжения (PH) предназначено для отключения внутренней сети при недопустимых колебаниях напряжения с последующим автоматическим включением после его восстановления. Оно, как правило, оснащается устройством регулировки верхнего и нижнего порога срабатывания


Главным параметром реле напряжения является быстродействие. Это весьма эффективное устройство для защиты оборудования при аварийных ситуациях, которые возникают в результате обрыва нейтрали, перегрузки, перекоса фаз и т. п.


В зависимости от нагрузки устройства могут быть рассчитаны на номинальные токи в 16; 30; 40; 60; 80 А. Эта характеристика обозначает силу тока, которую реле способно пропустить без выхода из строя. Реле напряжения выбирают по значению номинального тока в цепи с 20—30%-ным запасом. То есть, если главный автоматический выключатель имеет номинальный ток в 25 А, то реле напряжения должно быть рассчитано на 32 или 40 А Обычно в домах и квартирах достаточно 30 или 40 А, что соответствует мощности примерно 6 и 8 кВт.


На трехфазном вводе чаще всего устанавливают по однофазному реле напряжения на каждую фазу (при отсутствии трехфазных потребителей).


Схемы вводно-распределительных устройств


Результаты расчетов и подбора защитных устройств, как правило, отражаются в схемах, которые становятся основным документом, позволяющим выполнить правильный монтаж распределительного щита. По схеме можно еще раз проверить правильность выбора защитных устройств и наметить последовательность их монтажа.



Схема распределительного щита. Однофазное питание приходит от вводного устройства с разделенными проводниками РЕ и N. На вводе установлены два вводных однополюсных автомата защиты на 50 А. На схеме они спаренные и вместо них можно использовать один двухполюсный автомат. Далее электропитание поступает на счетчик учета электроэнергии, а затем распределяется по группам. Проводник защитного заземления соединяется с шиной РЕ, от которой осуществляется разводка по помещениям. Рабочий нуль соединяется с шиной N и затем распределяется по группам.


Недостаткам этой схемы является отсутствие после электросчетчика дифференциального автомата защиты, объединяющего в себе функции устройства защитного отключения (УЗО) и автомата защиты электропроводки от сверхтоков (токов короткого замыкания) и перегрузки. Номинал этого дифференциального автомата должен быть 50 А, номинал по току утечки — 30 мА, его время отключения при коротком замыкании должно быть меньше времени отключения вводных автоматов.


На группе розеток кухни и стиральной машины установлен автомат защиты на 16 А и УЗО на 20 А, так как номинал УЗО должен быть больше номинала автомата защиты, установленного с ним в паре.


Схема вводно-распределительного устройства трехфазного тока для среднего частного дама с хозяйственной постройкой. В пластиковый или металлический шкаф вводится кабель с проводниками L1, L2,L3, и PEN. Проводник PEN расщепляется (на главной заземляющей шине) на проводники N (рабочая нейтраль) и РЕ (защитное заземление), которые присоединяются к двум медным шинам. К шине N приходят рабочие нейтрали от всех групп, к шине РЕ подключаются провода защитного заземления, приходящие от устройств большой мощности.


Фазные провода через главный трехфазный автоматический выключатель приходят к счетчику. К нему же подключается и рабочая нейтраль. Затем устанавливается трехфазное УЗО, которое защищает всю электрическую цепь дома. Далее электрический ток распределяется по линиям, защищенным, в свою очередь, автоматами или УЗО.


Первые три автоматических выключателя предназначены для защиты осветительных цепей от перегрузки и короткого замыкания. Отдельная линия, защищенная дифференциальным автоматом, выделена для розеточной группы кухни. Далее следует группа розеток для других помещений, защищенная УЗО и тремя автоматическими выключателями. Последняя линия, состоящая из одного УЗО и двух автоматических выключателей, предназначена для защиты цепей отдельно стоящего помещения. Все группы запитываются от разных фаз L1, L2,L3, а защитные приборы подбираются в соответствии с предварительно разработанной схемой с учетом нагрузок на каждую группу и условиями эксплуатации оборудования.



Схема квартирного распределительного щита, оснащенного (наряду с другими защитными устройствами) реле напряжения. В ней указаны номиналы всех автоматов защиты и сечений электрических кабелей. Энергопотребители разделены на отдельные группы с учетом их функциональных особенностей. Ввод выполнен по трехпроводной системе (с PE-проводником защитного заземления).


Для электропроводки здесь принят кабель марки ПВС. Это круглый гибкий кабель с двойной изоляцией и многопроволочными токопроводящими жилами, который не рекомендуется для скрытой проводки. Кроме того, концы жил такого кабеля в многочисленных соединениях требуют лужения. Разумнее использовать кабель марки ВВГ или NYM. Подобная схема вполне может быть полезна для организации электропитания небольшого частного дома.



Схема распределительного щита может быть выполнена с использованием условных обозначений, принятых правилами ПУЭ. На такой схеме указываются типы и характеристики защитных устройств, а также установка их на конкретные группы.


Тип ввода на приведенной схеме однофазный, с защитным проводником РЕ. Марка и сечения проводов здесь приняты в соответствии с номиналами защитных устройств и типом нагрузки.



Простейшая электрическая схема распределительного щита в квартире при однофазном вводе. Она не предусматривает установку счетчика энергии. В квартиру входят три провода — L, N и РЕ. На фазный провод установлен автоматический выключатель. Далее следует УЗО, которое защищает всю систему от возможности поражения человека электрическим током. Система разделена на девять групп потребителей, защищенных автоматами. Каждая группа подключена к проводнику защитного заземления РЕ.



Схема распределительного щита частного дома с сауной с трехфазным вводом без защитного проводника заземления РЕ, что является ее основным недостатком. В этом случае замыкание фазного провода на любой открытый токопроводящий корпус не вызывает короткого замыкания, необходимого для отключения автомата защиты. Кроме того, на линиях сауны, стиральной машины и группы розеток кухни установлены УЗО, что не защищает цепи от сверхтоков, вызванных перегрузкой или коротким замыканием (УЗО на короткое замыкание не реагирует). Здесь должны быть установлены УЗО + автомат или дифференциальные автоматы, совмещающие функции автомата и УЗО.



Для квартир различной планировки и степени комфортности можно предложить несколько электрических схем распределительных щитов с подбором номиналов устройств защиты.








Примеры оформления схем электропроводки


Каждый проект электроснабжения квартиры составляется с учетом особенностей жилья, типов электропитания, а также индивидуальных запросов. В общем случае для качественного последующего монтажа электрику необходимы:

  • Схема распределительного щита
  • План с размещением осветительных приборов, выключателей и регулирующих устройств
  • План размещения розеток и распределительного щита
  • Планы и схемы могут быть выполнены в достаточно упрощенном виде с использованием условных графических обозначений конкретных устройств. Их наличие поможет подобрать провода, а также электромонтажные и алектроустановочные изделия, необходимые для монтажа


Схема подключения дифференциального автомата, выполняющего функции УЗО и автоматического выключателя.



Схема подключения общего УЗО с выводом нулевого проводника на нулевую шину. Номинал УЗО принят на порядок выше номинала общего защитного автомата.



Однолинейная электрическая схема. Представляет собой систему электропитания однокомнатной квартиры с трехфазным вводом и защитным проводником РЕ. Она включает в себя результаты расчетов сети и наиболее полно отражает все ее особенности. Здесь указаны типы и характеристики защитных устройств, марка и сечения проводов, мощность потребителей. Такая схема позволит правильно укомплектовать и качественно смонтировать распределительный щит.


Смотрите также:

profstroy.net

Как рассчитать мощность по току и напряжению?

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

Полная мощность и ее составляющие

В цепях переменного тока расчет мощности ведется с учетом законов синусоидальных изменений напряжения и тока. В связи с этим введено понятие полной мощности (S), которая включает в себя две составляющие: реактивную (Q) и активную (P).  Графическое описание этих величин можно сделать через треугольник мощностей (см. рис.1).

Под активной составляющей (Р) подразумевается мощность полезной нагрузки (безвозвратное преобразование электроэнергии в тепло, свет и т.д.). Измеряется данная величина в ваттах (Вт), на бытовом уровне принято вести расчет в киловаттах (кВт), в производственной сфере – мегаваттах (мВт).

Реактивная составляющая (Q) описывает емкостную и индуктивную электронагрузку в цепи переменного тока, единица измерения этой величины Вар.

Рис. 1. Треугольник мощностей (А) и напряжений (В)

В соответствии с графическим представлением, соотношения в треугольнике мощностей можно описать с применением элементарных тригонометрических тождеств, что дает возможность использовать следующие формулы:

  • S = √P2+Q2, — для полной мощности;
  • и Q = U*I*cos⁡ φ , и P = U*I*sin φ  — для реактивной и активной составляющих.

Эти расчеты применимы для однофазной сети (например, бытовой 220 В), для вычисления мощности трехфазной сети (380 В) в формулы необходимо добавить множитель – √3  (при симметричной нагрузке) или суммировать мощности всех фаз (если нагрузка несимметрична).

Для лучшего понимания процесса воздействия составляющих полной мощности давайте рассмотрим «чистое» проявление нагрузки в активном, индуктивном и емкостном виде.

Активная нагрузка

Возьмем гипотетическую схему, в которой используется «чистое» активное сопротивление и соответствующий источник переменного напряжения. Графическое описание работы такой цепи продемонстрировано на рисунке 2, где отображаются основные параметры для определенного временного диапазона (t).

Рисунок 2. Мощность идеальной активной нагрузки

Мы можем увидеть, что напряжение и ток синхронизированы как по фазе, так и частоте, мощность же имеет удвоенную частоту. Обратите внимание, что направление этой величины положительное, и она постоянно возрастает.

Емкостная нагрузка

Как видно на рисунке 3, график  характеристик емкостной нагрузки несколько отличается от активной.

Рисунок 3. График идеальной емкостной нагрузки

Частота колебаний емкостной мощности вдвое превосходит частоту синусоиды изменения напряжения. Что касается суммарного значения этого параметра, в течение одного периода гармоники оно равно нулю. При этом увеличения энергии (∆W) также не наблюдается. Такой результат указывает, что ее перемещение происходит в обоих направлениях цепи. То есть, когда увеличивается напряжение, происходит накопление заряда в емкости. При наступлении отрицательного полупериода накопленный заряд разряжается в контур цепи.

В процессе накопления энергии в емкости нагрузки и последующего разряда не производится полезной работы.

Индуктивная нагрузка

Представленный ниже график демонстрирует характер «чистой» индуктивной нагрузки. Как видим, изменилось только направление мощности, что касается наращения, оно равно нулю.

График идеальной емкостной нагрузки

Негативное воздействие реактивной нагрузки

В приведенных выше примерах рассматривались варианты, где присутствует «чистая» реактивная нагрузка. Фактор воздействия активного сопротивления в расчет не принимался. В таких условиях реактивное воздействие равно нулю, а значит, можно не принимать его во внимание. Как вы понимаете, в реальных условиях такое невозможно. Даже, если гипотетически такая нагрузка бы существовала, нельзя исключать сопротивление медных или алюминиевых жил кабеля, необходимого для ее подключения к источнику питания.

Реактивная составляющая может проявляться в виде нагрева активных компонентов цепи, например, двигателя, трансформатора, соединительных проводов, питающего кабеля и т.д. На это тратится определенное количество энергии, что приводит к снижению основных характеристик.

Реактивная мощность воздействует на цепь следующим образом:

  • не производит ни какой полезной работы;
  • вызывает серьезные потери и нештатные нагрузки на электроприборы;
  • может спровоцировать возникновение серьезной аварии.

Именно по этому, производя соответствующие вычисления для электроцепи, нельзя исключать фактор влияния индуктивной и емкостной нагрузки и, если необходимо, предусматривать использование технических систем для ее компенсации.

Расчет потребляемой мощности

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

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

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

Таблица значений средней потребляемой мощности

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

www.asutpp.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о