Как посчитать мощность трёхфазной сети 380 В
Формула трёхфазной мощности: P = √3 × U × I × cos φ, где U — линейное напряжение 380 В, I — ток одной фазы, √3 = 1,732. Подставляем номинал автомата: 1,732 × 380 × 25 = 16 454 Вт, то есть трёхполюсный автомат 25 А соответствует 16,45 кВт. Для быстрой прикидки достаточно умножить ток на 0,66 — погрешность около 1 %. Обратный перевод: киловатты умножаем на 1,5 и получаем ток на фазу.
Главный вопрос, который возникает у всех: почему при 380 В мощность больше втрое, а не в 1,73 раза? Потому что сравниваются разные вещи. Множитель √3 связывает линейное напряжение 380 В с фазным 220 В (380 ÷ 1,732 = 220). А когда мы сравниваем однофазный автомат 25 А с трёхфазным 25 А, добавляется ещё одно обстоятельство: у трёхфазного аппарата три полюса, и номинал 25 А относится к каждому. Итог: 1,732 × 380 ÷ 220 = 2,99, то есть практически ровно три. Отсюда и правило «трёхфазный ввод того же номинала — это втрое больше киловатт».
Но три фазы дают эту мощность только при равномерной загрузке. Если на первую фазу повесить 20 А, а на две другие по 3 А, то суммарно получится не 16 кВт, а около 5,7 кВт, причём перегруженная фаза отключится первой. Разница токов по фазам называется перекосом, и она вредна дважды: во-первых, вы недобираете выделенную мощность, во-вторых, разность токов течёт по нулевому рабочему проводнику, который в трёхфазной группе рассчитан именно на то, чтобы этой разности почти не было. Правильно собранный щит разносит однофазные группы по фазам примерно поровну: кухня и варочная — на одну, розетки комнат — на вторую, освещение и санузел — на третью. Проверяют результат токоизмерительными клещами под нагрузкой, а не на глаз по числу автоматов.
Ради чего вообще берут три фазы при той же мощности. Возьмём типовые 15 кВт: при одной фазе это 68 А, вводной кабель — медь 16 мм², и такой ток в бытовом щите уже неудобен. При трёх фазах те же 15 кВт дают всего 23 А на фазу, вводной автомат — 25 А, кабель — медь 4 мм² на жилу. Меньший ток означает меньшее сечение, меньшую потерю напряжения на длинном вводе и более дешёвый щит. Второй мотив — трёхфазные потребители: асинхронные двигатели станков, компрессоров и скважинных насосов, электрокотлы от 9 кВт, промышленные плиты. Двигатель на 380 В не нуждается в пусковом конденсаторе, пускается мягче и отдаёт полную мощность.
Про коэффициент мощности в трёхфазной сети забывать нельзя, потому что почти вся нагрузка на 380 В — двигательная. Асинхронный двигатель 5,5 кВт с cos φ = 0,8 потребляет не 8,4 А, а 10,4 А: I = 5500 ÷ (1,732 × 380 × 0,8). Кабель и автомат считают по этому полному току, хотя счётчик учитывает только активную часть. У пусковых режимов ток ещё выше — в 5–7 раз от номинального, поэтому под двигатели ставят автоматы с характеристикой D или C с запасом по номиналу.
Наконец, комплектация трёхфазной линии. Кабель — пятижильный: три фазы, рабочий ноль и защитный проводник (система TN-S), для чисто трёхфазной нагрузки вроде двигателя ноль не нужен, и достаточно четырёх жил. Автомат — трёхполюсный, чтобы при перегрузке одной фазы отключались все три: питание двигателя двумя фазами из трёх выводит его из строя за минуты. УЗО на вводе — четырёхполюсное, номинал по току не ниже вводного автомата, ток утечки 100–300 мА для противопожарной защиты, а на розеточные группы — обычные двухполюсные на 30 мА.