Як розрахувати необхідну потужність електричного щита

Навіщо це потрібно?

Розрахунок потужності щитка необхідно виконувати для:

• оптимального розподілу навантаження в наявних однофазних мережах з урахуванням перетину кабелю;
• рівномірного розподілення навантаження між фазами в трифазній мережі;
• виявлення «вузьких місць» мережі для подальшої модернізації;
• підбору кабелю потрібного діаметру задля прокладки нової проводки;
• підбору захисного обладнання;
• визначення рівня витрат на електроенергію.

Як видно з переліку, розрахунок потужності є основоположним у побудуві електромережі та збиранні електрощита.

Теоретична основа розрахунків

Номінальна потужність електроприладів зазвичай вказується на шильдику на приладі або ж у паспорті до нього. Якщо ж потужність не вказана, але є показник струму, то в розрахунку використовується така формула:

P=I∙U, Вт

де, І — сила струму, А

U — напруга в мережі, В

Щоби визначити сумарну потужність групи споживачів на одній лінії застосовується така формула:

Р_розр=К_п(Р₁+Р₂+Р₃+…+Р_n), Вт

де п - коефіцієнт попиту,

Р₁, Р₂, Р₃, Р_n- номінальні потужності окремих приладів, Вт

Коефіцієнт попиту вказує на можливість одночасного ввімкнення всіх приладів лінії. Під час одночасного ввімкнення всіх приладів К_с=1. На практиці це відбувається рідко, тому для житлових приміщень коефіцієнт помиту прийнятий на рівні 0,8 для 2х споживачів, 0,75 для 3х та 0,7 — 5 та більше.

Також у розрахунках потужності потрібно враховувати співвідношення реактивної та активної складових опору навантаження (cos φ, Вт / ВА).

Тому формула повної розрахункової потужності буде виглядати так:

 

S_p=Р_розр / cos φ , ВА

де cos φ - коефіцієнт потужності. 

У розрахунку потужності для житлового приміщення цей коефіцієнт приймають рівним 0,95 — 0,98. Якщо ж планується підключення приладів із більшим індуктивним опором (наприклад, компресор, насос, електродриль, перфоратор), то в розрахунок потрібно закладатиcos рівний 0,8.

Саме цей показник потрібно використовувати під час побудови мережі, розподілу навантаження на фази. Також на підставі отриманих даних проводиться обчислення розрахункової величини сили струму:

I_розр=S_Р / U

На підставі цього показника відбувається підбір перетину кабелю проводки, а також захисної автоматики для установки в щиток.

Приклад розрахунку потужності електрощита

Розберемо докладніше розрахунок на наступному прикладі.

Припустимо, потрібно підключити до щита кухню, на якій передбачається використовувати такі прилади:

• електропіч із духовкою, 8800 Вт;
• мікрохвильова піч, 2200 Вт;
• чайник, 2000 Вт;
• мультиварка, 1000 Вт;
• тостер, 750 Вт;
• витяжка, 400 Вт;
• холодильник, 250 Вт.

Зробимо розрахунок загальної потужності приміщення. З цією метою складаємо показники потужності всіх приладів:

Р_заг=8800+2200+2000+1000+750+400+250=15400(Вт)

До лінії планується підключати всі прилади, тому коефіцієнт попиту приймемо к_п=0,7. Розрахункова потужність скаде:

Р_роз=15400∙0,7=10780(Вт)

Із переліку електроприладів видно, що у їхньому числі немає пристроїв із великим індуктивним опором. Томуcos можна взяти однаковий для всіх — 0,98. Уточнити цей показник за кожним приладом можна за довідковими таблицями. Повна розрахункова потужність із врахуваннямcos складе:

S_Р=10780 / 0,98=11000(ВА)

Також необхідно зробити обчислення сили струму:

I_роз=11000 / 220=50(А)

Обчислені показники використовуються у визначенні вхідної потужності електричного щита, а також у визначенні параметрів ввідного автомату та захисних пристроїв на вводі.

Також потрібно зробити розрахунок за кожним окремим споживачем. Це буде потрібно для рівномірного розподілення всіх споживачів за фазами, визначення навантаження кожної окремої лінії та підбір захисної автоматики за кожною з ліній. Це зручно робити в табличному документі Excel.

Зазвичай для підключення розеток використовується кабель перетином 2,5 мм² та встановлюються автоматичні вимикачі на 16 А. Тому навантаження на розеточні лінії варто розподілити так, щоби не перевищувати ці значення. В іншому випадку буде відбуватися постійне спрацьовування захисного автомату. За умов встановлення автомату більшим номіналом виникатиме перевантаження проводки, що призведе до її перегріву та небезпечно загорянням.

Потужних споживачів потрібно виводити окремою лінією відповідного перетину кабелю та установкою на неї спеціальної силової розетки та автомату підходящого номіналу.

У таблиці кольорами виділені окремі лінії, які потрібно передбачити під час проєктування щита для підключення всіх споживачів.

Розрахунок потужності щитка мусить у обов’язковому порядку виконуватися під час проєктування проводки та самого щита. Без цих обчислень висока вірогідність неефективного використання або перевантаження ліній електромережі.