Пусковой ток чиллера: автомат, кабель и электроснабжение

Пусковой ток чиллера — это ток самого крупного компрессора в момент пуска, в 5–7 раз больше его рабочего тока, плюс ток уже работающих компрессоров и вентиляторов: у чиллера на 50 кВт холода рабочий ток около 35 А, а пусковой — около 110 А на доли секунды. От него зависят автомат, кабель, сеть и соседи по трансформатору. Ниже — как посчитать рабочий и пусковой ток, подобрать защиту и кабель и когда нужен плавный пуск.

Рабочий ток

Рабочий ток берут из паспорта при расчётных условиях — воде на выходе и воздухе +35 °C, потому что в жару компрессор потребляет на 20–30 % больше, чем при каталожных +25 °C. Если в паспорте только мощность, ток считают по формуле; откуда берётся потребляемая мощность и как она зависит от режима, рассказано в справочнике о потребляемой мощности чиллера.

I = P × 1000 / (√3 × U × cos φ)

I — рабочий ток, А; P — потребляемая мощность чиллера при расчётных условиях, кВт; U — линейное напряжение, 380 В; cos φ — коэффициент мощности, ориентировочно 0,85 для спиральных компрессоров и 0,9 для винтовых с конденсаторами. Ток считают на все компрессоры, вентиляторы и насос гидромодуля вместе.

Пусковой ток

Компрессоры чиллера пускаются по очереди, с задержкой в десятки секунд, поэтому пусковой ток сети — это пусковой ток одного, самого крупного компрессора плюс рабочий ток всего, что уже работает. У спирального компрессора при прямом пуске ток заторможенного ротора (LRA в паспорте) в 5–7 раз больше номинального и держится 0,1–0,3 с; у винтового с пуском звезда — треугольник — в 2–3 раза, с плавным пускателем — 2–3 раза с нарастанием за несколько секунд.

I_п = I_LRA + I_раб − I_к

I_п — пусковой ток чиллера, А; I_LRA — пусковой ток самого крупного компрессора из паспорта, А; I_раб — рабочий ток чиллера, А; I_к — рабочий ток этого компрессора, А. Для сети важна и просадка напряжения при пуске: если трансформатор или линия слабые, напряжение проседает, и компрессор может не запуститься — срабатывает защита по минимальному напряжению.

Точные цифры — потребление, ток и число компрессоров — для своей нагрузки показывает подбор чиллера онлайн; пусковой ток берут из паспорта выбранного компрессора.

Автомат, кабель и УЗО

Вводной автомат выбирают по рабочему току с запасом 1,15–1,25 и с характеристикой, которая пропустит пуск: D для прямого пуска спиральных компрессоров (мгновенное срабатывание при 10–20 I_н) или автомат защиты двигателей с регулируемой тепловой уставкой. Автомат с характеристикой C на 40 А при пусковом токе 110 А может отключаться на холодном пуске. Кабель считают по рабочему току по таблицам ПУЭ с учётом способа прокладки и температуры: для 34 А в воздухе — медь 10 мм², для 65 А — 16–25 мм².

Длинную линию проверяют на падение напряжения: допустимо не больше 5 % от щита до чиллера, а при пуске — чтобы напряжение не уходило ниже минимального по паспорту, обычно −10 %.

ΔU = 100 × √3 × I × L × ρ × cos φ / (S × U)

ΔU — падение напряжения, %; I — ток, А; L — длина линии, м; ρ — удельное сопротивление меди, 0,0175 Ом·мм²/м; S — сечение жилы, мм²; U — 380 В. УЗО на чиллер ставят с током утечки 100–300 мА типа A или B: частотные приводы вентиляторов и насосов дают постоянную составляющую утечки, и УЗО 30 мА типа AC на них отключается без причины.

Пример расчёта

Чиллер 50 кВт, два спиральных компрессора по 8,5 кВт электрической мощности, вентиляторы и насос 2 кВт, cos φ 0,85, линия 60 м медью 10 мм².

1. Потребляемая мощность: 2 × 8,5 + 2 = 19 кВт.
2. Рабочий ток: 19 × 1000 / (1,732 × 380 × 0,85) = 34,0 А.
3. Пусковой ток при LRA компрессора 90 А: 90 + 34 − 15 = 109 А, то есть втрое больше рабочего.
4. Автомат: 34 × 1,25 = 42,5 → 50 А с характеристикой D; кабель 10 мм² медь, допустимый ток в воздухе около 50 А.
5. Падение напряжения: 100 × 1,732 × 34 × 60 × 0,0175 × 0,85 / (10 × 380) = 1,4 % — в норме.

Типовые ошибки

• Автомат по каталожному току при +25 °C. В жару ток выше на четверть, и автомат отключается именно тогда, когда холод нужнее всего; ток берут при +35 °C, как и холодопроизводительность — справочник о чиллере в жару.
• Два чиллера пускаются одновременно. После отключения электроэнергии оба стартуют разом, и пусковые токи складываются. Контроллеры настраивают на разную задержку повторного пуска — справочник о настройке чиллера.
• Генератор по рабочему току. Дизель-генератор для чиллера берут с запасом на пуск: по мощности в 2–3 раза больше потребляемой, иначе при пуске компрессора проседает частота и чиллер останавливается по защите.
• УЗО 30 мА на всё. Частотные приводы дают утечку, которая отключает чувствительное УЗО; защиту людей обеспечивают заземлением и УЗО на розетки, а чиллер ставят на 100–300 мА типа A или B.

Что из этого следует для подбора

• В спецификацию пишут потребляемую мощность и ток при расчётных условиях и пусковой ток самого крупного компрессора — по справочнику о чиллере в спецификации ОВиК.
• Плавный пуск или ступени заказывают, когда сеть слабая или рядом чувствительное оборудование: несколько компрессоров меньшей мощности дают меньший пусковой ток, чем один крупный, — об этом справочник о компрессорах чиллера.
• Инверторный чиллер пускается без броска тока вовсе — справочник об инверторном чиллере.