Obciążalność przewodów i spadek napięcia dla 230V/400V, P=10kW, cos fi=0,9, 100m

mateunio232 napisał:

(...) ie
2. Dobierz przewód (2,5mm²), jeśli wychodzą większe to rozjijaj na mniejsze obwody
3. Wybierz sposób ułożenia instalacji
4. Oblicz spadek napięcia
Długość przewodów w miezzkaniu-100m
In wyłącznika 1faz - 43,47
In wyłącznika 3faz - 25
wzór na chwilę załączenia
20xP/V - oblicz dla 1 faz i 3 faz

Wstępna ocena dostępnych informacji

Z Twojego pytania wynika, że chcesz obliczyć długotrwałą obciążalność przewodów, spadek napięcia oraz dobrać odpowiednie zabezpieczenia dla instalacji zasilającej budynek o napięciu 230/400V i mocy 10 kW. Dodatkowo, podałeś długość przewodów (100 m) oraz współczynnik mocy (cos φ = 0,9). Zajmiemy się tym krok po kroku, uwzględniając zarówno zasilanie jednofazowe (230V), jak i trójfazowe (400V).

Pytania do użytkownika
1. Czy przewody będą ułożone w rurach instalacyjnych, na tynku, czy w inny sposób? To wpłynie na obciążalność prądową przewodów.
2. Czy przewody będą miedziane, czy aluminiowe? Zakładam, że miedziane, ale warto to potwierdzić.

Bezpośrednia odpowiedź na pytanie

1. Obliczenie prądu
Dla zasilania jednofazowego (230V):
Prąd obliczamy ze wzoru:
$$ I = \frac{P}{U \cdot \cos \phi} $$
$$ I = \frac{10\,000}{230 \cdot 0,9} \approx 48,28 \, \text{A} $$

Dla zasilania trójfazowego (400V):
Prąd obliczamy ze wzoru:
$$ I = \frac{P}{\sqrt{3} \cdot U \cdot \cos \phi} $$
$$ I = \frac{10\,000}{\sqrt{3} \cdot 400 \cdot 0,9} \approx 16,08 \, \text{A} $$

2. Dobór zabezpieczenia
- Dla zasilania jednofazowego (230V): Najbliższe standardowe zabezpieczenie to 50 A.
- Dla zasilania trójfazowego (400V): Najbliższe standardowe zabezpieczenie to 20 A.

3. Dobór przewodu
Dla zasilania jednofazowego (230V):
Przewód o przekroju 2,5 mm² ma długotrwałą obciążalność prądową około 23 A (dla ułożenia w rurze instalacyjnej na tynku). Prąd obliczeniowy wynosi 48,28 A, co oznacza, że przewód 2,5 mm² jest zdecydowanie za cienki. Należy zastosować przewód o większym przekroju lub podzielić instalację na mniejsze obwody.

Dla zasilania trójfazowego (400V):
Prąd obliczeniowy wynosi 16,08 A, co oznacza, że przewód 2,5 mm² jest wystarczający pod względem obciążalności prądowej.

4. Sposób ułożenia instalacji
Zakładam, że przewody będą ułożone w rurach instalacyjnych na tynku (sposób B). Jeśli przewody będą ułożone w inny sposób, obciążalność prądowa może się zmienić.

5. Obliczenie spadku napięcia
Spadek napięcia obliczamy ze wzoru:
$$ \Delta U = \frac{2 \cdot \rho \cdot L \cdot I}{S} $$
gdzie:
- $ \rho $ = 0,0175 Ωmm²/m (rezystywność miedzi),
- $ L $ = 100 m (długość przewodu),
- $ I $ = prąd,
- $ S $ = przekrój przewodu.

Dla zasilania jednofazowego (230V):
$$ \Delta U = \frac{2 \cdot 0,0175 \cdot 100 \cdot 48,28}{2,5} \approx 67,5 \, \text{V} $$
Spadek napięcia wynosi około 67,5 V, co stanowi 29,35% napięcia znamionowego (230V). Jest to zbyt duży spadek. Należy zastosować przewód o większym przekroju.

Dla zasilania trójfazowego (400V):
$$ \Delta U = \frac{\sqrt{3} \cdot 0,0175 \cdot 100 \cdot 16,08}{2,5} \approx 19,5 \, \text{V} $$
Spadek napięcia wynosi około 19,5 V, co stanowi 4,88% napięcia znamionowego (400V). Jest to akceptowalny spadek.

6. Obliczenie prądu chwilowego załączenia
Wzór na chwilowy prąd załączenia to:
$$ I_{\text{ch}} = \frac{20 \cdot P}{U} $$

Dla zasilania jednofazowego (230V):
$$ I_{\text{ch}} = \frac{20 \cdot 10\,000}{230} \approx 869,57 \, \text{A} $$

Dla zasilania trójfazowego (400V):
$$ I_{\text{ch}} = \frac{20 \cdot 10\,000}{400} \approx 500 \, \text{A} $$

Szczegółowa analiza problemu

Dobór przewodów
Dla instalacji jednofazowej przewód 2,5 mm² jest zdecydowanie za cienki, zarówno pod względem obciążalności prądowej, jak i spadku napięcia. Należy zastosować przewód o większym przekroju, np. 6 mm², lub podzielić instalację na mniejsze obwody.

Dla instalacji trójfazowej przewód 2,5 mm² jest wystarczający pod względem obciążalności prądowej, ale spadek napięcia wynosi 4,88%, co jest na granicy dopuszczalnych wartości. Można rozważyć zastosowanie przewodu o większym przekroju (np. 4 mm²), aby zmniejszyć spadek napięcia.

Sposób ułożenia instalacji
Sposób ułożenia instalacji ma wpływ na obciążalność prądową przewodów. W przypadku ułożenia przewodów w rurach instalacyjnych na tynku (sposób B), obciążalność prądowa przewodu 2,5 mm² wynosi około 23 A. Jeśli przewody będą ułożone w inny sposób (np. w korytach kablowych), obciążalność prądowa może się zmienić.

Spadek napięcia
Dopuszczalny spadek napięcia w instalacjach elektrycznych wynosi zazwyczaj 3-5%. W przypadku instalacji jednofazowej spadek napięcia wynosi 29,35%, co jest zdecydowanie za dużo. W przypadku instalacji trójfazowej spadek napięcia wynosi 4,88%, co jest akceptowalne, ale na granicy dopuszczalnych wartości.

Podsumowanie
1. Dla instalacji jednofazowej (230V): Przewód 2,5 mm² jest za cienki. Należy zastosować przewód o większym przekroju (np. 6 mm²) lub podzielić instalację na mniejsze obwody.
2. Dla instalacji trójfazowej (400V): Przewód 2,5 mm² jest wystarczający pod względem obciążalności prądowej, ale spadek napięcia wynosi 4,88%. Można rozważyć zastosowanie przewodu o większym przekroju (np. 4 mm²).
3. Dobór zabezpieczeń: Dla instalacji jednofazowej należy zastosować zabezpieczenie 50 A, a dla instalacji trójfazowej 20 A.
4. Spadek napięcia: W instalacji jednofazowej spadek napięcia jest zbyt duży, natomiast w instalacji trójfazowej jest akceptowalny.

Jeśli masz dodatkowe pytania lub potrzebujesz dalszych wyjaśnień, śmiało pytaj!