Stroj na 15 kW 3 fáze – kolik ampérů dát do domu

Na správné volbě zaváděcího stroje závisí nejen celistvost linky a správný provoz elektrického zařízení, ale také požární bezpečnost. Příliš výkonný stroj vaši elektroinstalaci nezachrání, což by mohlo způsobit požár. Na druhou stranu příliš malý výkon způsobí, že ochrana bude neustále vypínat a bude z ní bolet hlava. V tomto článku vybereme stroj pro 15 kW linku, protože tento výkon je standardními podmínkami, které organizace zásobující energií nabízejí při připojení soukromých domácností nebo jiných zařízení.

Důležité! Připojený výkon lze zvýšit, ale to bude vyžadovat zvláštní technické podmínky pro připojení k elektrickým sítím.

Výpočet proudu podle výkonu

Vzhledem k tomu, že dokumentace k jističům udává jmenovitý proud, budeme muset převést kilowatty na ampéry, abychom udělali správnou volbu. Budeme počítat zvlášť pro tří- a jednofázové sítě.

Pro třífázový obvod

Při třífázovém vstupu (15 kW 3 fáze) se proud spotřebovaný vedením vypočítá podle následujícího vzorce:

I = P / (1.73) * U) * cosφ, kde:

• I – proud v ampérech;
• P – výkon ve wattech;
• 1.73 je korekční faktor, který pro třífázový obvod je √3.
• U je sdružené napětí (line-to-phase) ve voltech;
• cosφ – účiník.

Koeficient cosφ se používá pro zohlednění jalového výkonu při připojení zátěže s jalovou složkou. Protože ještě nevíme, které spotřebiče budou připojeny, bereme jako základ celkový přidělený výkon, přičemž cosφ bereme jako jednotu nebo jej jednoduše vynecháváme.

I = 15 000 / (1.73 * 380) = 22.81 A

Takže zátěž 15 kilowattů bez zohlednění reaktivní složky zatíží třífázové vedení proudem 22.8 A.

Pro jednofázový obvod

Nyní se pojďme zabývat jednofázovým vstupem. Zde je vzorec téměř stejný, ale neexistuje žádný korekční faktor 1.73, protože výkon není rozdělen mezi fáze – existuje pouze jedna.

I = P / * U * cosφ, kde:

• I – proud v ampérech;
• P – výkon ve wattech;
• U – fázové (fáze-nula) napětí ve voltech;
• cosφ – účiník.

Stejně jako v předchozím případě snížíme účiník a získáme:

I = 15 000 / 220 = 68.1 A

Takže při zatížení 15 kilowattů bude proud v jednofázové síti 68 ampér. Více o přeměně výkonu na proud a proudu na výkon si můžete přečíst v článku „Kolik wattů je v jednom ampéru“.

Jen poznámka. Napětí v jednofázových sítích by podle nových norem mělo být 230 V, ale zatím na něj nepřešly všechny energetické organizace.

Jaký vstupní stroj zvolit

Spočítali jsme spotřebu proudu pro jednofázové a třífázové připojení zátěže 15 kW. Na kolik ampér by měl být stroj nastaven? Teoreticky vyberte jistič pro vypočtený proud. Zde ale hraje roli faktor náběhových proudů. Všechna zařízení, která mají reaktivní součást, po zapnutí spotřebovávají více proudu, než pro který jsou určena.

Například elektromotor může v okamžiku spuštění spotřebovat třikrát více proudu, než je jmenovitý. Doba přetížení je významná – sekund. I u „úsporného“ zařízení může spotřeba proudu v okamžiku spuštění „vyskočit“ 5krát i vícekrát. Je pravda, že trvání přítomnosti náběhového proudu je relativně krátké – milisekundy. Jako příklad uvádím tabulku zapínacích proudů pro nejoblíbenější domácí spotřebiče a elektrické nářadí.

Nárazové proudy některých elektrických spotřebičů a nářadí

elektrický spotřebič
Jmenovitý výkon, W
Koeficient startovacího proudu, časy
Spotřebiče
Elektrický nástroj

* Pro výpočet startovacího výkonu se jmenovitý výkon vynásobí koeficientem startovacího proudu.

Tabulka ukazuje, že vysoké zapínací proudy jsou obvykle způsobeny zařízeními s elektromotory a spínanými zdroji, u kterých je zvýšený proud způsoben nabíjením vysokonapěťového vyhlazovacího kondenzátoru. To znamená, že potřebujeme rezervu. Ale který? Jak jsem poznamenal výše, příliš velký zabrání práci stroje při přetížení, což může vést k přepálení kabeláže a požáru. Malý – ochrana se spustí pokaždé, když spustíte lednici nebo studniční čerpadlo, nebo dokonce vysavač, jehož moderní verze mají jmenovitý výkon kilowattů.

Důležité! Pokud nainstalujete jistič, který je příliš výkonný, dojde v případě přetížení k vypnutí jističe před vaším jističem. A může být umístěn na horní straně vstupní podpěry nebo v uzamčeném rozvaděči v rozvodně. Budete muset zavolat elektrikáře a sedět dlouho bez proudu.

Pokud vezmeme v úvahu všechny startovací proudy, pak pro třífázový obvod budete potřebovat jistič se jmenovitým proudem 25 A.

Pro jednofázový zvolíme 80 A, protože předchozí nižší norma – 63 A – nám nebude vyhovovat.

Oba, jak jste si všimli, jsou typu C, aby byly spuštěny přetížením se zpožděním, které potřebujeme po dobu trvání náběhových proudů. Ale je zde jedno velké „ale“ – průřez vodičů. Podívejme se na desku níže (měděná kabeláž):

Každý ví, že elektřina není nic k žertování. Nesprávný výpočet napájecího obvodu může vést k nejméně dvěma nepříjemným důsledkům. První je, když při zapnutí několika energeticky náročných elektrických spotřebičů (například pračka, rychlovarná konvice a žehlička) vypadnou jističe a síť je bez napětí. Nepříjemné, ale ne fatální. Druhým je situace, kdy při zapnutí stejných zařízení automatická zařízení nebudou fungovat a elektrické vedení se začne tavit a kouřit. A to už je smrtelné nebezpečí: k požáru je jen jeden krok. Proto je výběr stroje na základě výkonu zátěže prvořadý.

Některé teorie

Z průběhu fyziky je známo, že existuje vztah mezi elektrickým výkonem, proudovou silou a napětím v elektrické síti. Ve zjednodušené podobě je tato závislost vyjádřena následujícím vzorcem pro jednofázovou síť:

kde W je aktuální výkon ve wattech (W);

I – síla proudu v ampérech (A);

V je napětí ve voltech (V).

V tomto případě nás bude zajímat proudová síla, protože tento parametr se často používá pro výběr jističe a charakteristiky elektrického vedení. Pro usnadnění transformujeme výše uvedený vzorec na výraz:

Jako příklad vypočítejme proudovou sílu pro zátěž, kterou energeticky nároční spotřebitelé zmínění výše poskytují do elektrické sítě. Jejich celkový výkon bude asi 6 kW a při napětí 220 V získáme proud v obvodu:

I = 6000 W / 220 V = 27,3 A

Pro schéma třífázového připojení bude mít vzorec (2) následující podobu:

Tato změna je způsobena skutečností, že při stejném zatížení a rovnoměrném rozložení výkonu ve fázích bude proud v třífázové síti třikrát menší. Tedy při stejném celkovém výkonu 6 kW, ale při napětí 380 V, bude proud v obvodu roven:

I = 6000 W / (1,73 x 380 V) = 9,1 A

Po obdržení tohoto indikátoru můžete přistoupit k výběru jističe, který poskytuje ochranu sítě proti přetížení.

Výběr jmenovitého výkonu jističe podle proudu a výkonu zátěže

Pro výběr vhodného stroje je vhodné spočítat proudovou sílu na kilowatt zátěže a sestavit vhodnou tabulku. Použitím vzorce (2) a účiníku 0.95 pro napětí 220 V dostaneme:

1000 W / (220 V x 0,95) = 4,78 A

Vzhledem k tomu, že napětí v našich elektrických sítích často nedosahuje předepsaných 220 V, je zcela správné brát hodnotu 5 A na 1 kW výkonu. Pak bude tabulka závislosti síly proudu na zátěži vypadat jako v tabulce 1 takto:

Tato tabulka uvádí přibližný odhad síly střídavého proudu protékajícího jednofázovou elektrickou sítí při zapnutí domácích spotřebičů. Je třeba si uvědomit, že se jedná o špičkovou spotřebu energie, nikoli o průměr. Tyto informace naleznete v dokumentaci dodávané s elektrickým výrobkem. V praxi je výhodnější použít tabulku maximálních zatížení, přičemž je třeba vzít v úvahu skutečnost, že stroje jsou vyráběny s určitým jmenovitým proudem (tabulka 2):

Pokud například potřebujete zjistit, kolik ampér je potřeba automat pro výkon 15 kW při třífázovém proudu, pak hledáme v tabulce nejbližší větší hodnotu – je to 16,5 kW, což odpovídá automatický stroj na 25 ampér.

Ve skutečnosti existují omezení na přidělený výkon. Zejména v moderních městských bytových domech s elektrickým sporákem je přidělený výkon od 10 do 12 kilowattů a u vchodu je instalován automat 50 A. Je rozumné rozdělit tento výkon do skupin s ohledem na to, že nejvíce energeticky náročných spotřebičů je soustředěno v kuchyni a v koupelně. Každá skupina má svůj vlastní automat, který umožňuje vyloučit úplné odpojení bytu od napájení v případě přetížení jedné z linek.

Zejména je vhodné vytvořit samostatný vstup pod elektrický sporák (nebo varnou desku) a nainstalovat 32 nebo 40 ampérový stroj (v závislosti na výkonu sporáku a trouby) a také zásuvku s příslušným jmenovitým proudem . Ostatní spotřebitelé by neměli být připojeni k této skupině. Samostatná linka by měla být pro pračku i klimatizaci – bude jim stačit automat na 16 a 10 A.

Na otázku, kolik zásuvek lze připojit k jednomu stroji, můžete odpovědět jednou větou: kolik chcete. Samotné zásuvky nespotřebovávají elektřinu, to znamená, že nezatěžují síť. Musíte se pouze ujistit, že celkový výkon současně zapnutých elektrických spotřebičů odpovídá průřezu vodiče a výkonu stroje, o kterém bude řeč níže.

Pro soukromý dům nebo chatu je úvodní stroj vybrán v závislosti na přiděleném výkonu. Ne všem majitelům se podaří získat požadovaný počet kilowattů, zejména v regionech s omezenými energetickými sítěmi. Ale v každém případě, stejně jako u městských bytů, zůstává zásada rozdělení spotřebitelů do samostatných skupin.

Výběr jmenovitého výkonu jističe podle průřezu vodiče

Po určení jmenovitého výkonu stroje na základě výkonu „zavěšeného“ zatížení se musíte ujistit, že elektrické vedení odolá příslušnému proudu. Jako vodítko můžete použít níže uvedenou tabulku sestavenou pro měděný drát a jednofázový obvod (tabulka 3):

Jak vidíte, všechny tři indikátory (výkon, proud a průřez vodičů) jsou propojeny, takže hodnocení stroje lze v zásadě volit podle kteréhokoli z nich. Zároveň je nutné dbát na to, aby do sebe všechny parametry zapadaly a případně provést příslušné úpravy.

V každém případě pamatujte na následující:

1. Instalace nadměrně výkonného stroje může vést k tomu, že před uvedením do provozu dojde k poruše elektrického zařízení, které není chráněno vlastní pojistkou.
2. Automat s nízkým počtem ampérů se může stát zdrojem nervové zátěže, když zapnete rychlovarnou konvici, žehličku nebo vysavač, vybije dům nebo oddělené místnosti energií.