如何调整负载中心、配电板和配电板的尺寸？

根据 NEC 和 IEC 确定负载中心、配电板、配电板和消费单元的尺寸？

规划是所有电气布线项目的首要任务，在住宅或商业应用中设计和安装配电系统时，必须根据准确计算进行适当的估计和分析.这是因为正确确定的负载中心和面板尺寸将安全平稳地承载和处理当前以及未来的负载（如果有）。

这样，负载中心和配电板的尺寸应根据 NEC 和 IEC 或其他适用的区域规范（类似地确定合适的电线和电缆的尺寸、选择合适尺寸的 MCB 或计算插头和插座的等级等）。在今天的分步指南中，我们将通过解决示例展示如何根据 NEC 和 IEC 选择合适尺寸的配电板（负载中心、配电板或断路器板）。

配电板、负载中心和配电板或消费单元

不同的术语用于相同的，即负载中心、面板、配电板或消费单元。简而言之，配电板或配电板是断路器等多种保护装置的组合，用于安全控制和分配电力到照明点和最终电路等负载点。

• 在美国使用的术语 ：配电盘、负载中心、断路器箱、服务面板或主配电盘。
• 英国和欧盟使用的术语 ：配电板（商用）、消费单元（住宅）、断路器箱、主面板等。

我们已经在上一篇文章中详细讨论过，让我们继续一步一步的教程。以下示例也可用于确定主断路器的负载能力 也可用于计算家庭的总电力负荷 .

如何调整面板和负载中心的尺寸？ 120/240V – NEC？

美国住宅应用的常见电压等级为 120V 和 240V 单相。分体变压器二次侧的三根线（Hot1 为黑色，Hot 2 为红色，Neutral 为白色）进入电表箱和主服务面板（主开关断路器）。

这样，单相配电系统的可用电压如下：

• 任何火线（火线 1 或火线 2）和零线之间的电压 =120V
• Hot 1 和 Hot 2 之间的电压 =240V

下图显示了一个面板盒的整体概况，不同导体之间的电压等级和断路器数量。

注1： 以下示例基于称为视在功率的 VA（伏特 x 安培）。您可以使用等于视在功率 x 功率因数或 VA x PF 的有功功率或有功功率（以瓦特为单位），因为住宅建筑中的功率因数几乎是统一的 (1)。在这种情况下，以 VA 为单位的视在功率等于以 W“瓦特”为单位的实际功率。

现在让我们看下面的例子来确定合适的配电板尺寸（负载中心或配电板）。

注2： 这个例子是基于适用于北美的NEC，特别是在美国和加拿大，它遵循NEC和CEC。在此示例之后查看 IEC 和 UK/EU 的其他示例。

以下是主要服务面板及其不同部分的总体概述，包括未来负载点和 120V 和 240V 电路的空间。

示例：

计算 1500 英尺的负载中心或配电板的正确尺寸 ² （平方英尺）或 139.35 m ² （平方米）具有以下负载点的家庭平面图：

• 空调：240V x 25A =6000 VA =6 kVA
• 电力范围：240V x 35A =9600 VA =8.4 kVA
• 电加热器：240V x 30A =7200 VA =7.2 kVA
• 干衣机：240V x 15A =3600 VA =3.6 kVA
• 洗碗机：120V x 10A =1200 VA =1.2 kVA
• 垃圾处理 =120V x 8A =960VA =0.96 kVA
• 厨房里的两个小家电电路，用于冰箱、百叶窗等。
• 一般照明、风扇、浴室电器和未来负载等

解决办法：

让我们使用NEC代码和相关表格，根据没有地下室和车库的平面图查找和计算不同家用电器的额定功率。

一般照明负载：

最小一般照明负载，包括家用电器的非电器插座，例如电视、台灯等）为每英尺 3 VA ² （NEC 表 220.12）。

这样，1800英尺的一般照明负载 ² （举例说明）：

3 VA x 1500 英尺 ² =4500 伏安 =4.5 千伏安

小家电负载

应至少有两个 120V、20A 小家电电路，即在厨房中用于咖啡机和烤面包机等小家电（NEC 第 210.11(C)(1) 条） . 这些电路的额定值为 1.5 kVA（NEC 第 220.52(A) 条。这样，给定示例房屋中的小家电负载：

2 x 1500 VA =3000 VA =3 kVA

洗衣路

洗衣区应至少有一个 120V、20A 电路（NEC 第 210.11(C)(2) 条）。洗衣电路的最小 VA 额定值应为 1.5 kVA （NEC 第 220.52(B) 条。这样，洗衣区的额定负载：

1500 VA =1.5 kVA

这样一来，普通照明和小家电包括洗衣电路的总评级：

• 一般照明 =4.5 kVA
• 小家电负载 =3 kVA
• 洗衣电路 =1.5 kVA

一般照明和小家电的总和 =4.5 kVA + 3 kVA + 1.5 kVA =9 kVA

需求因素

众所周知，并非所有电器都可以同时运行，即（根据温度，只有一个可以用作电加热器或冰箱）。同样，并非所有设备都始终处于持续运行状态，例如电熨斗、热水器、照明设备、风扇等。因此，前 3 kVA 的额定负载为 100%，而剩余负载的额定负载为 35%（ NEC 表 220.42）。这边

• 100% 时的前 3 kVA =3 kVA
• 35% 时剩余 6 kVA (9 kVA – 3 kVA) =2.1 kVA

普通照明和小家电的净总量 =  3 kVA + 2.1 kVA =5.1 kVA

大型设备负载

高功率等级例如连续和非连续运行的大型电器应区别对待。在上面的例子中，我们有以下高额定功率的电器：

• 空调：240V x 25A =6 kVA
• 电力范围：240V x 35A =8.4 kVA
• 电加热器：240V x 30A =7.2 kVA
• 干衣机：240V x 15A =3.6 kVA

正如我们上面已经提到的，可以同时使用空调或电暖器，即只需要一个设备根据温度运行。在这种情况下，应考虑额定值较大的电器（NEC® 第 220.82(C) 条）。在我们的例子中，电加热器的额定值（7.2 kVA）大于空调（6 kVA），所以我们将考虑加热器，即7.2 kVA

其余电器的额定功率应为 100%，但电范围除外，因为它的使用时间很短，即与其他电器相比，它非常不连续。 7.2 kW 电加热器的允许需求系数为 5.76 kW（NEC 表 220.55）。我们假设功率因数是统一的，即“1”，其中视在功率 =实际功率，例如千伏安 =千瓦。这样;

• 电范围：=8.4 kVA
• 电加热器 =5.76 kVA
• 干衣机：=3.6 kVA

大型额定电器的净总数 =8.4 kVA + 5.76 kVA + 3.6 kVA =17.76 kVA

杂项加载

示例中给出的杂项负载为：

• 洗碗机 =1.2 kVA
• 垃圾处理 =0.96 kVA

净杂项额定载荷 =1.2kVA + 0.96 kVA =2.16 kVA

总负载

加载点	kW 或 kVA 额定值
一般照明、洗衣&小负载	5.1 kVA
净大家电负载	17.76 kVA
其他设备负载	2.16 kVA
总负载	25.02 kVA

需要的服务

美国提供给住宅的常见电源电压等级为 120V/240V。因此，我们可以通过以下公式使用最高电压等级来确定所需的服务（对于安培）。

I =P / V

在哪里：

• I =电流（安培）
• P =以瓦特为单位的功率（或 kVA，PF =1）
• V =电压（伏特）

放置值；

I =25.02 kVA / 240V

I =104.25A

表示，需要的服务是105A。但是我们还要加上未来的扩展和安全系数。

未来加载：

重要的是要增加至少两个分支电路的空间，以备将来扩展。应添加至少 2 个断路器，每个最小 10A 空间，即 2 x 10A =20A

总安培 =20A + 104.25A =124.25A

安全系数

建议在总安培数中增加 20% 的安全系数，因为断路器及其在负载中心的操作会受到温度升高的影响。这样一来，总电流以安培计：

净总安培 =20% + 124.25A =149A

负载中心或配电盘的合适尺寸=150安培

根据上面的计算，合适的载荷中心大小或者 面板 是 150A 这是最接近计算值的可用值。

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如何调整配电板的尺寸？三相，400V – IEC

在以下示例中，我们将向您展示如何计算三相 400V 配电板的正确尺寸，这主要适用于遵循 IEC 规则的国家，例如：英国、欧盟和前英国殖民地。

示例：

如果家庭的估计总负载为 50 kVA，三相配电板的正确尺寸是多少。负载是单相和三相系统（400V和230V AC）的组合，包括空调、冰箱、电灶、水泵、洗衣机和一般照明点等。考虑0.9的功率因数。

解决办法：

首先我们用三相电流公式求出所需的安培数。

P =√3 x V x I x Cos Ф

I =P / √3 x V x Cos Ф

放置值：

I =50kW x / √3 x 400V x 0.9

I =80.18A

需求或多样性因素：

一般分集系数是 f 连接负载的 80%（有关详细信息，请参阅 IEC 60439）。在这种情况下，

80% x 80.18A =64.15 A .

未来扩展：

安全系数的一般经验法则是 20%。因此，如果需要，您也可以添加它。

20% x 64.15A =76.98 A

安全系数

安全系数的最小安全范围为20-25%。所以我们将它加到负载电流的计算值中如下：

25% x 76.98 A =96.22 A

现在，MCCB 最接近的标准可用额定值应为 100A 三相400V配电板，适合50kW负载。

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如何调整消费者单位的大小？单相，230V – IEC

以下示例将向您展示如何找到合适尺寸的单相 230V AC 消费单元或车库单元以及相关的 MCB/MCCB 以处理住宅负载。

示例：

如果家中估计的总负载为 12 kVA，则找出单相消费单元的合适尺寸。

解决办法：

一般情况下，正常负载的住宅的功率因数被认为是统一的“1”。这样，由于没有功率因数，总负载以 kVA =kW 为单位，即视在功率等于以瓦特为单位的实际功率。

现在，我们必须首先使用单相电路的电流（以安培为单位）的通用公式计算负载电流。

首先我们用三相电流公式求出所需的安培数。

P =V x I x Cos Ф

I =P / V x Cos Ф

放置值：

I =12 kW x / 230V x 1

I =52.17A

需求或多样性因素：

一般分集系数为连接负载的80%（您可以根据IEC 60439中的负载类型选择合适的%）。在这种情况下，

80% x 52.17A =41.74 A

未来扩展：

安全系数的一般经验法则是 20%。因此，如果需要，您也可以添加它。

20% x 41.74A =50 A

安全系数

安全系数的最小安全范围为20-25%。所以我们将它加到负载电流的计算值中如下：

25% x 50 A =62.5 A

这样，我们可以选择最接近的 MCCB 标准可用额定值，即 63A 用于单相 230V 消费单元。根据计算，此63A MCB或MCCB 是处理住宅中 12kW 负载的合适尺寸。

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