Как рассчитать необходимое сечение провода по мощности нагрузки?

Как узнать сколько квт подведено к дому

При капитальном строительстве времен СССР, например в хрущевках, т.е. в большей части жилых помещений эксплуатируемых и по сей день, еще на этапе проектирования разрешенная мощность составляла до 1,5 кВт на 1 квартиру.

Позже установленная норма электроэнергии выросла до 3 кВт, поскольку возникла необходимость её увеличить в связи с возросшей «прожорливостью» потребителей.

Практика показывает, что в электрощитах и счетчиках обычно устанавливались пробки по 10-16 Ампер, так чтобы максимальный ток потребляемой квартирой был ограничен общей мощностью электроэнергии в 3 кВт для квартир с газовой плитой. Для квартир, где установлена электроплита, выделяется 7 кВт.

В новостройках выделенная мощность может доходить и до 15 кВт. Такой разброс вызван тем, что во времена строительства старых домов (60-е, 70-е) просто не было таких мощных потребителей и такого количества бытовой техники как сейчас.

Выделенная мощность – это максимальное количество потребляемой электроэнергии в один момент времени.

Кроме того, чтобы войти в установленный лимит, иногда нужно сделать ввод не 1 фазы, как зачастую и бывает, а целых 3 фазы. Это необходимо для подключения современной бытовой техники, например мощных элетрокотлов и электроплит. Особенно актуально это в коммерческих помещениях и производствах любого масштаба, где нужно много электроэнергии (до 30 кВт и выше).

Пример. Для отопления загородного дома не оборудованого газовым оборудованием устанавливают твердотопливные и электрокотлы, последние безопаснее и удобнее. Для отопления дома площадью в 100 кв.м.

нужен котел мощностью около 7-10 кВт, электроплита потребляет еще порядка 3-5 кВт. Итого необходимо увеличить установленный предел электроэнергии до 15 кВт минимум и ввод электроэнергии по трём фазам.

Чтобы узнать выделенную мощность на частный дом или квартиру, нужно обратиться в эксплуатирующую организацию (в Москве и области – это ОАО «Мосэнергосбыт»). Справка содержит информацию о выделенной и средней потребляемой мощности электроэнергии. Она будет нужна, если вы оформляете документы на увеличение, об этом будет подробно ниже.

Расчет необходимой мощности

Чтобы определить, сколько вам нужно электроэнергии, нужно сложить мощность всех потребителей. Например:

• водонагревательный бак (бойлер) – 1-2 кВт;
• холодильник – 1 кВт;
• кондиционер – 2,5 кВт;
• Компьютер – 0,4 кВт;
• Освещение – 0,1-1 кВт;
• И др.

Это называется Pуст – установленная мощность, т.е. сумма кВт всех потребителей. В данном случае уже нужно более 5-ти кВт, значит, что выделенной мощности в 3 кВт просто не хватит.

Для снижения потребляемого тока при той же мощности стоит перейти на 3-фазную сеть. Это даст возможность распределить потребителей по трём фазам.

Да и мощную нагрузку (более 5 кВт) нельзя подключать по одной фазе, это запрещено ПУЭ (а современной электроплита может потреблять и 9 кВт).

Автоматический выключатель защищает электропроводку, если он не сработает во время – проводка начнет плавиться, может произойти пожар. Если вы заменили проводку на более мощную (в домах и квартирах выше 2,5 мм 2 редко устанавливают) – это еще не залог надежной работы.

В старых квартирах со щитка приходит провод 2,5-4 мм 2 алюминия. Он может легко отгореть.

При этом следует учитывать, то, сколько приборов вы одновременно включаете. Есть такое понятие как «коэффициент использования мощности», для жилых помещений он равен 0,8-0,9. Цифры могут отличаться в зависимости от того, как вы используете электроэнергию. В нежилых помещениях и на производстве Киспользования стремится к 1.

Частное лицо

Первым делом собирают пакет документов. Стоит начать с получения техусловий и разработки электропроекта. Проект электроснабжения установки – это набор технической документации, выполненной по ГОСТам и нормативным документам государства.

Его могут выполнить только организации с нужной лицензией. И здесь понадобится план помещения, его можно заказать в студиях дизайна, справка о количестве выделенной энергии, техническое задание и пр.

Отдельные моменты могут быть оговорены индивидуально или проектировщик выедет на объект для ознакомления с заданием.

Параметры

В характеристике переменного тока различают параметры основные и дополнительные.

Основные:

• частота;
• период;
• амплитуда;
• действующее значение.

Дополнительные:

• угловая частота;
• фаза;
• мгновенное значение.

Рассмотрим их подробно.

Частота

Буквенное обозначение — f, единица измерения — герц (Гц). Обозначает число полных циклов колебаний тока за секунду.

Частота переменного тока на выходе простейшего генератора определяется частотой вращения его ротора. В системе электроснабжения России и других стран бывшего СССР, используется ток частотой 50 Гц.

Кривые изменения синусоидального переменного тока при различной частоте

В ряде случаев частоту путем преобразования тока повышают. К примеру, в инверторных сварочных аппаратах и импульсных блоках питания — до 20 – 80 кГц. При такой частоте значительно уменьшаются габариты трансформатора и потери в нем. В некоторых устройствах частоту доводят до нескольких МГц.

Период

Обозначение — «Т», единица измерения — секунда. Период — продолжительность полного цикла колебаний тока. С частотой данный параметр связан следующей зависимостью: Т = 1 / f. Соответственно, в электросети период тока составляет 1 / 50 = 0,02 с = 20 мс.

Амплитуда

Максимальное значение силы тока или ЭДС, соответствует вершине полуволны. Обозначается, соответственно, Imи Um. За период, указанные величины достигают амплитудных значений дважды — с положительным и отрицательным знаком.

Амплитуда

Действующее значение

Это постоянный ток, эквивалентный данному переменному по производимой работе. Постоянно меняющийся переменный ток неудобно использовать в расчетах, потому его заменяют действующим значением. Обозначается литерами I и U.

Для синусоидальных тока и ЭДС определяется по формуле:

I = 2^(-1/2) * Im = (1/1,414) * Im = 0,707 Im;

U = 2^(-1/2) * Um = 0.707 Um;

Напряжение 220 В бытовой электросети — это действующее значение. Амплитуда составляет 311 В. Аналогично, если говорят, что нагрузка потребляет ток в 5А, подразумевают действующее значение. Амплитуда тока составляет 7,07 А.

Приборы — амперметры и вольтметры — при измерении переменных величин также отображают действующее значение.

Угловая частота

Обозначает скорость изменения угла α в формуле расчета ЭДС. Соответствует угловой частоте вращения ротора. Поскольку за один период угол а меняется на 2π при стандартной частоте f = 50 Гц, угловая частота составит: ω = 2π * 50 = 100 π.

Фаза

Фаза — характер изменения угла α относительно точки отсчета времени. Токи и ЭДС могут совпадать по фазе или иметь сдвиг. Последний измеряется в радианах, градусах или долях периода. При сдвиге по фазе на π (1/2 периода) говорят, что величины находятся в противофазе.

Сдвиг фаз переменного тока и напряжения

Расчёт мощности потребителей

Каждую электрическую сеть в квартире или доме можно условно поделить на участки (помещения). В зависимости от того, какие приборы планируется использовать на том или ином участке делается расчёт электропроводки. Обычно зоны электропроводки для каждого автомата разделены между собой на каждое помещение квартиры или дома. Один участок проводки на одну комнату, второй на другую, а третий на кухню и ванную комнату. Особняком в данной ситуации стоят такие мощные потребители как электроплитки, духовые шкафы, водонагреватели, котлы отопления. Такая техника требует выделенной линии питания, поэтому в современных домах, предназначенных для использования с электрическими плитами, для обеспечения питания прибора выведен отдельный автоматический выключатель.

Рассчитать требуемый ток для того или иного участка проводки достаточно просто. Для этого используется формула I=P/U, в соответствии с которой I — сила тока, P — мощность (в ваттах) всех работающих электрических приборов на этой линии, U — напряжение сети (является стандартным — 220 вольт). Для расчета необходимо сложить мощности тех электроприборов, которые планируется использовать на линии, после чего разделить полученную сумму на 220. Отсюда и получаем силу тока, в соответствии с которой надо будет выбрать кабель определенного сечения.

В качестве примера возьмем участок (комната) и рассчитаем для неё автомат и кабель необходимого сечения. В комнате одновременно будут работать:

• пылесос (1300 Вт);
• электроутюг (1000 Вт);
• кондиционер (1300 Вт);
• компьютер (300 Вт).

Сложим данные показатели (1300+1000+1300+300 = 3900 Вт) и разделим их на 220 (3900/220 = 17.72). Получается, что сила тока равна 17.72, подбираем для этого оптимальное сечение кабеля исходя из таблицы, берем медный кабель с сечением 2.5 мм или 4 мм квадратных (обязательно берем с запасом) и автомат с номинальным током защиты в 20 ампер.

Стоит упомянуть, что не стоит выбирать автоматический выключатель с завышенным показателем номинального тока, так как при перегрузке электрической сети (превышении показателей длительно-допустимого тока для определенного провода) начнется возгорание проводки. Номинал автомата должен быть соответствовать величине длительно-допустимого тока проводника или быть меньше.

Опытные электрики неоднократно говорят о том, что не стоит устанавливать кабели небольшого сечения из-за их дешевизны, следует выбирать кабель с запасом во избежание перегрузки электрического участка и возгорания проводки. А вот выбирать мощный автомат противопоказано!

Проводка монтируется один раз, заменить её сложно, а произвести замену выключателя в случае значительно возросшей нагрузки в разы проще.

На данный момент появляется все больше мощных электрических приборов, поэтому стоит заранее позаботиться, вдруг вы решите использовать более мощный пылесос или же добавить в помещение какой-то дополнительный прибор.