Ток по мощности
Расчет тока нагрузки I по P, U и cosφ. Сечение кабеля здесь не подбирается.
Однофазная цепь: I = P·1000 / (U·cosφ). Трёхфазная цепь: I = P·1000 / (√3·U·cosφ). cosφ по умолчанию 0,92 — усреднённое значение для смешанной бытовой нагрузки. Для моторов и индуктивной нагрузки берут 0,7–0,85, для чисто активной — 1,0. Для 3 фаз U — линейное напряжение 380 В, результат — ток в каждой фазе при симметричной нагрузке. При нелинейной нагрузке коэффициент мощности может отличаться от cosφ.
От мощности — к току нагрузки
Большинство задач начинаются с мощности: «есть N приборов по столько-то кВт, нужен кабель». Калькулятор переводит мощность в ток через cosφ и напряжение. Сечение по этому току не назначается: его сравнивают с допустимым током конкретного кабеля в его условиях (проверка подбора сечения). Таблица ПУЭ 1.3.4 относится к проводам и шнурам, а не к любому кабелю. Для 3 фаз 380 В ток в каждой фазе примерно в 3 раза меньше, чем у однофазной линии 220 В той же мощности.
Коэффициент cosφ описывает активную часть мощности. Бытовая смесь ≈ 0,92–0,95; промышленные моторы на нормальной загрузке 0,8–0,85; освещение на ГЛД без компенсации ~0,5, с конденсаторами 0,95. Если точно не знаете, берите cosφ из паспорта нагрузки: меньший cosφ дает больший ток, поэтому 0,92 не запас для двигателей и газоразрядных ламп.
Часто задаваемые вопросы
- Как посчитать ток по мощности в кВт?
Для 1 фазы: I = P·1000 / (U·cosφ). Для 3 фаз: I = P·1000 / (√3·U·cosφ). P — мощность в кВт, U — напряжение сети: для 1 фазы фазное 220 В, для 3 фаз линейное 380 В; cosφ — коэффициент мощности (для бытовой смеси ~0,92).
- Какой ток даёт 5 кВт при 220 В?
При cosφ = 0,92: I = 5000 / (220·0,92) ≈ 24,7 А. Это ток нагрузки Ib. Сечение по нему одному не выбирают: нужен допустимый ток Iz кабеля для его конструкции и условий прокладки, его сравнивают в проверке подбора сечения. Автомат проверяют по Ib ≤ In ≤ Iz и I2 ≤ 1,45·Iz (ГОСТ Р 50571.4.43-2012, п. 433.1).
- Для каких нагрузок cosφ = 1?
Чисто активные: лампы накаливания, ТЭНы, электроплиты, чайники. Двигатели cosφ = 0,7–0,85, люминесцентные с дросселем ~0,5, современные LED-драйверы 0,9–0,95. Для смешанной квартирной нагрузки принимают 0,92–0,95.
- Почему 3 фазы выгоднее для больших мощностей?
При той же мощности и симметричной нагрузке ток в каждой фазе сети 380 В примерно в 3 раза меньше, чем ток однофазной линии 220 В: 10 кВт при cosφ = 1 — 15,2 А против 45,5 А. Падение напряжения в процентах при том же сечении жил меньше примерно в 6 раз. Поэтому для больших мощностей и длинных линий обычно выбирают три фазы.