Как найти полную мощность трехфазной системы - Сайт, где вы сможете решить свои вопросы

В первом случае они имеют один общий проводник. При таком применении возможна подача сетевого или фазного напряжения. В квартире первое напряжение составляет 380 В, а второе – 220 В. Общий провод обычно соединяется с землей, хотя существуют электрические схемы, в которых это не предусмотрено.

Многофазный переменный ток был создан американским ученым Н. Тесла. В России ученый М. Доливо-Добровольский разработал и способствовал повсеместному внедрению трехфазной сети.

Соединение источника и потребителя

Подключены три фазы переменного тока одинаковой амплитуды, смещенные друг относительно друга на 120°. Фазы могут быть соединены несколькими способами. Наиболее распространенными являются звезда и дельта.

В первом случае они имеют один общий проводник. При таком типе применения возможно подача сетевого или фазного напряжения. В жилище первое напряжение составляет 380 вольт, а второе – 220 вольт. Общий провод обычно соединяется с землей, хотя существуют электрические схемы, в которых это не так.

Обратите внимание! При соединении треугольником каждый выход фазы подключен к одному выходу второй фазы.

Трехфазная линия электропередачиПо соединительным проводам течет ток I=P1/(U-1,73-cofi ) = 4430/(220-1,73-0,8)=14,57 А.

Расчет трехфазного тока

В данной статье для простоты обозначений линейные величины напряжения, тока и мощности в трехфазной системе будут даны без подстрочных индексов, т.е. U, I и P.

Трехфазная мощность равна трехкратной мощности одной фазы.

При соединении звездой PY=3-Uf-If- cos phi =3-Uf-I- cosphi .

При дельта-соединении P=3-Uf-If- cos phi =3-Uf-If- cosfi .

На практике используется формула, в которой ток и напряжение обозначаются как линейные величины как для соединения звездой, так и треугольником. Подставив Uf=U/1,73 в первое уравнение и If=I/1,73 во второе уравнение, получим общую формулу P= 1,73-U-I- cosfi .

Какую мощность P1 будет потреблять из сети трехфазный асинхронный двигатель, показанный на рис. 1 и 2, соединенный в звезду и треугольник, если напряжение сети U=380 В и ток сети I=20 A с cosfi = 0,7-…

Вольтметр и амперметр показывают линейные значения, среднеквадратичные значения.

Мощность двигателя в соответствии с общей формулой составляет:

P1=1,73-U-I- cosfi =1,73 – 380-20-0,7=9203 Вт=9,2 кВт.

Если рассчитывать мощность через фазные значения тока и напряжения, то при соединении звездой фазный ток If=I=20 А, а фазное напряжение Uf=U/1,73=380/1,73,

P1=3-Uf-If – cosf =3-U/1,73-I- cosf =31,7380/1,73-20-0,7;

P1=3 – 380/1,73-20-0,7=9225 Вт = 9,2 кВт.

При соединении треугольником фазное напряжение Uf=U и фазный ток If=I/ 1,73=20/ 1,73; поэтому

P1=3-Uf-If – cosfi =3-U-I/ 1,73- cosfi ;

P1=3 – 380-20/1,73-0,7=9225 Вт = 9,2 кВт.

2. В четырехпроводной трехфазной сети лампы подключены между линейным и нейтральным проводниками, а двигатель D подключен к трем линейным проводникам, как показано на рисунке 3.

К каждой фазе подключены 100 ламп по 40 Вт и 10 двигателей по 5 кВт каждый. Каковы активная и полная мощности генератора D при sinfi=0,8 Каковы фазные, линейные и нейтральные токи генератора при напряжении сети U=380 В?

Общая мощность ламп Rl=3-100-40 Вт =12000 Вт = 12 кВт.

Лампы находятся под фазным напряжением Uф=U/ 1,73=380/1,73=220В.

Общая мощность трехфазных двигателей Rd=10-5кВт=50кВт.

Активная мощность, отдаваемая генератором, PG, и мощность, получаемая потребителем, P1, равны, если пренебречь потерями мощности в линии электропередачи:

P1=RG=Rl+Rd=12+50=62 кВт.

Полная мощность генератора S=RG/cosfi=62/0,8=77,5 кВА.

В этом примере все фазы одинаково нагружены, поэтому ток в нейтральном проводнике всегда равен нулю.

Фазный ток обмотки статора генератора равен линейному току (If=I), и его значение можно получить из формулы трехфазного тока:

I=P/( 1,73 -U – cosfi )=62000/(1,73-380-0,8)=117,8 A.

3. 4 показано, что плита мощностью 500 Вт подключена к фазе B и нейтральному проводнику, а лампа мощностью 60 Вт подключена к фазе C и нейтральному проводнику. Двигатель мощностью 2 кВт с cosfi = 0,7 и электроплита мощностью 3 кВт подключены к трем фазам ABC.

Какова общая активная и кажущаяся мощность потребителей – Какие токи протекают в каждой фазе при напряжении сети U=380 В

Активная мощность нагрузки P=500+60+2000+3000=5560Вт=5,56 кВт.

Полная мощность двигателя S=P/ cosfi =2000/0,7=2857 ВА.

Полная полная мощность потребителей составит: Соб=500+60+2857+3000=6417 ВА = 6,417 кВА.

Ток плиты Ip=Pn/Uf =Pn/(U- 1,73)=500/220=2,27 A.

Ток лампы Il=Rl/Ul =60/220=0,27 A.

Определите ток плиты по формуле мощности для трехфазного тока при cosfi = 1 (активное сопротивление):

P= 1,73-U-I- cosfi = 1,73-U-I;

I=P/( 1,73-U)=3000/( 1,73 – 380)=4,56 A.

Ток двигателя ID=P/( 1,73 -U- cosfi )=2000/( 1,73 -380-0,7)=4,34 A.

В проводнике фазы А протекают токи двигателя и электроплиты:

В фазе B протекают токи двигателя, кухонной плиты и электроплиты:

В фазе С протекают токи двигателя, лампы и электроплиты:

Токи везде приводятся в виде среднеквадратичных значений.

На рис. 4 показано защитное заземление электроустановки. Нулевой проводник должен быть полностью заземлен на питающей станции и у потребителя. Все части установки, к которым может прикоснуться человек, подключены к нулевому проводнику и, таким образом, заземлены.

Если одна фаза, например, C, случайно заземлена, возникает однофазное короткое замыкание, и предохранитель или автоматический выключатель для этой фазы отключает ее от сети. Если человек, стоящий на земле, коснется незаземленного проводника фаз A и B, он подвергнется воздействию только фазного напряжения. При незаземленном нейтральном проводнике фаза C не будет отключена, и человек будет находиться под напряжением сети, подаваемым на фазы A и B.

4 Какую мощность двигателя покажет ваттметр, подключенный к трехфазной сети с напряжением сети U=380 В при токе сети I=10 А и cosfi =0,7- КПД двигателя =0,8 Какова мощность двигателя на валу (рис. 5)?

Ваттметр покажет мощность P1, подаваемую на двигатель, т.е. полезную мощность P2 плюс потери мощности в двигателе:

P1= 1,73 U-I- cosfi = 1,73 – 380-10-0,7 = 4,6 кВт.

Полезная мощность за вычетом потерь в обмотках и стали и механических потерь в подшипниках

5. трехфазный генератор выдает ток I=50 A при U=400 В и cosfi = 0.7. Какая механическая мощность в лошадиных силах необходима для вращения генератора, если КПД генератора равен 0.8 (рис. 6)-.

Активная электрическая мощность генератора, подаваемая на электродвигатель, PG2=-(3-) U-I- cosfi =1,73-400-50-0,7=24220 Вт =24,22 кВт.

Механическая мощность, подводимая к генератору PG1, покрывает активную мощность PG2 и его потери: PG1=PG2/G =24,22/0,8 – 30,3 кВт.

Эта механическая мощность, выраженная в лошадиных силах, равна:

PG1=30,3-1,36-41,2 КМ.

Рис. 6 показано, что механическая входная мощность PY1 подается на генератор. Генератор преобразует ее в электрическую энергию, которая равна

Эта активная мощность, равная PG2=1,73-U-I- cosfi, передается по проводам к электродвигателю, где преобразуется в механическую мощность. Кроме того, генератор посылает на двигатель реактивную мощность Q, которая намагничивает двигатель, но не потребляется в двигателе, а возвращается в генератор.

Она равна Q=1,73-U-I-ѕіпфи и не преобразуется ни в тепловую, ни в механическую энергию. Полная мощность S=P- cosfi , как мы видели ранее, определяет только степень использования материалов, применяемых при производстве машины. ]

6. трехфазный генератор работает при напряжении U=5000В и токе I=200А с cosfi =0,8. каков его КПД, если мощность двигателя, вращающего генератор, равна 2000 л.с.

Мощность двигателя, подаваемая на вал генератора (если нет промежуточных передач),

Мощность, развиваемая трехфазным генератором переменного тока,

PG2=(3-)U-I- cosfi =1,73-5000-200-0,8=1384000 Вт =1384 кВт.

КПД генератора PG2/PG1 =1384/1472=0,94=94%.

7 Какой ток протекает в обмотке трехфазного трансформатора мощностью 100 кВА и напряжением U=22000 В с cosfi =1

Полная мощность трансформатора S=1,73-U-I=1,73-22000-I.

Следовательно, ток I=S/(1.73-U)=(100-1000)/(1.73-22000)=2.63 A. ;

8.Какой ток потребляет трехфазный асинхронный двигатель с мощностью на валу 40 л.с. при напряжении 380 В, если его cosfi = 0,8 и КПД = 0,9.

Мощность на валу двигателя, т.е. полезная мощность, P2=40-736=29440 Вт.

Мощность двигателя, т.е. мощность, потребляемая от сети,

Ток двигателя I=P1/(1,73-U-I- cosfi )=32711/(1,73 – 380-0,8)=62 A.

9 Трехфазный асинхронный двигатель имеет следующие данные на плате: P=15 л.с.; U=380/220 В; cosfi = 0,8. Значения с заводской таблички называются номинальными значениями.

Какова активная, полная и реактивная мощность двигателя? Каковы значения полного, активного и реактивного токов (рис. 7)?

Механическая мощность двигателя (полезная мощность) равна:

Мощность P1, подводимая к двигателю, больше полезной мощности на величину потерь в двигателе:

Полная мощность S=P1/ cosfi =13/0,8=16,25 кВА;

Q=S-ssfi=16,25-0,6=9,75 кВАп (см. треугольник мощности).

Ток в соединительных проводах, т.е. ток линии, равен: I=P1/(1,73-U- cosfi )=S/(1,73-U)=16250/(1,731,7380)=24.7A.

Активный ток Ia=I- cosfi =24,7-0,8=19,76A.

Реактивный ток (намагничивание) Ip=I-sinfi=24,7-0,6=14,82 A.

10. Определите ток в обмотке трехфазного электродвигателя, если он соединен в треугольник, а полезная мощность двигателя P2=5,8 л.с. при КПД =90%, коэффициенте мощности cosfi =0,8 и напряжении сети 380 В.

Полезная мощность двигателя P2=5,8 л.с., или 4,26 кВт. Мощность, подаваемая на двигатель

P1=4,26/0,9=4,74 кВт. I=P1/(1,73-U- cosfi )=(4,74-1000)/(1,73 – 380-0,8)=9,02 A.

При соединении треугольником ток в фазной обмотке двигателя будет меньше, чем ток в питающих линиях: If=I/1,73=9,02/1,73=5,2 A.

11.Генератор постоянного тока для электролизной установки, рассчитанный на напряжение U=6В и ток I=3000А, в сочетании с трехфазным асинхронным двигателем образует мотор-генератор. КПД генератора G=70%, КПД двигателя D=90%, а его коэффициент мощности cofi=0,8. Определите мощность на валу двигателя и мощность, подводимую к двигателю (рис. 8 и 6).

Полезная мощность генератора PG2=UH-IH=61,73000=18000 Вт.

Входная мощность генератора равна мощности на валу P2 асинхронного приводного двигателя, которая равна сумме PG2 и потерь мощности в генераторе, т.е. PG1=18000/0,7=25714 Вт.

Активная мощность двигателя, подводимая к нему от сети переменного тока,

P1=25714/0,9=28571 Вт = 28,67 кВт.

12 Паровая турбина с КПД. -T=30% вращает генератор с КПД = 92% и cosfi = 0,9. Какова потребляемая мощность (л.с.) и ккал/с), которую должна иметь турбина, чтобы генератор выдавал ток 2000 А при U=6000 В (см. рис. 6 и 9 перед началом расчетов).

Мощность генератора, подаваемая на нагрузку,

PG2=1,73 – U-I- cosfi =1,73-6000-2000-0,9=18684 кВт.

Мощность, подводимая к генератору, равна мощности Р2 на валу турбины:

Мощность, подводимая к турбине паром

или P1=67693-1.36=92062 л.с.

Потребляемая турбиной мощность в ккал/сек определяется по формуле Q=0,24-P-t;

13. Определите площадь поперечного сечения проводника длиной 22 м, по которому течет ток к трехфазному двигателю мощностью 5 л.с. и напряжением 220 В, обмотки статора которого соединены в треугольник. cosfi = 0,8; -=0,85. Допустимое падение напряжения в проводниках U=5%.

Потребляемая мощность двигателя при эффективной мощности P2

По соединительным проводам течет ток I=P1/(U-1,73- cosfi ) = 4430/(220-1,73-0,8)=14,57 А.

В трехфазной линии токи складываются в геометрической прогрессии, поэтому падение напряжения на проводнике должно быть U : 1,73, а не U : 2, как для однофазных токов. Далее – сопротивление проводника:

Где U – в вольтах.

Площадь поперечного сечения проводников в трехфазной цепи меньше, чем в однофазной.

14. Определите и сравните сечения проводников для однофазного и трехфазного переменного постоянного тока. 210 ламп мощностью 60 Вт каждая и напряжением 220 В подключены к цепи на расстоянии 200 м от источника питания. Допустимое падение напряжения составляет 2%.

(a) В случае постоянных токов и однофазных переменных токов, т.е. при наличии двух проводников, сечения будут одинаковыми, так как при осветительной нагрузке cosfi = 1 и передаваемой мощности

и ток I=P/U=12600/220=57,3 A.

Допустимое падение напряжения U=220-2/100=4,4В.

Сопротивление обоих проводников r=U/I-4,4/57,3=0,0768 Ом.

Для передачи электроэнергии общее сечение кабеля 2-S1=2-91,4=182,8мм2 при длине кабеля 200м.

б) При трехфазном токе лампы можно соединить в треугольник, по 70 ламп на сторону.

При cosfi = 1 мощность, передаваемая по проводам, равна P=1,73-Ul-I.

Допустимое падение напряжения в одном проводнике трехфазной сети составляет не U-2 (как в однофазной сети), а U-1.73. Сопротивление одного проводника в трехфазной сети составит:

Общее сечение проводников для передачи 12,6 кВт в трехфазной сети при соединении треугольником меньше, чем в однофазной сети: 3-S3f=137,1 мм2.

(c) При соединении звездой требуется сетевое напряжение U=380 В, чтобы фазное напряжение на лампах было 220 В, т.е. лампы будут включены между нейтральным и каждым сетевым проводником.

Ток в проводах будет: I=P/(U:1,73)=12600/(380:1,73)=19,15 A.

Сопротивление провода r=(U:1,73)/I=(4,4:1,73)/19,15=0,1325 Ом;

Общее поперечное сечение в соединении “звезда” наименьшее, что достигается за счет увеличения напряжения тока для передачи заданной мощности: 3-S3zv=3-25.15=75.45 мм2.

Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею в социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сайта!

Расчет начинается с силовой нагрузки P1 = 0,35 x 50 = 17,5 кВт. Затем рассчитывается нагрузка на освещение P2 = 0,9 x 3 = 2,7 кВт. Поэтому общая расчетная нагрузка составит P = P1 + P2 = 17,5 + 2,7 = 20,2 кВт.

Расчет электрической нагрузки

Первый шаг – это предварительный расчет потребления электроэнергии. Для этого необходимо сложить мощность всех приборов в доме. К ним относятся как мощные приборы, так и обычные бытовые приборы и освещение. Для некоторых домовладельцев этот список можно расширить, включив в него подогрев полов.

Всю необходимую информацию можно найти в техническом паспорте, который прилагается к каждому прибору. Некоторые приборы имеют соответствующую маркировку. Самые мощные блоки идут первыми, за ними в порядке убывания мощности следует остальное оборудование.

Для расчета возьмем стиральную машину мощностью 2600 Вт, электрический водонагреватель мощностью 1900 Вт, утюг мощностью 1500 Вт, пылесос мощностью 1000 Вт, микроволновую печь мощностью 800 Вт, компьютер и оргтехнику мощностью 600 Вт, осветительное оборудование мощностью 400 Вт (с энергосберегающими лампочками), холодильник мощностью 300 Вт, телевизор мощностью 100 Вт. Конечный результат составляет 9200 Вт и должен быть переведен в киловатты. Для этого 9200 Вт делим на 1000 и получаем 9,2 кВт – это и есть расчетное потребление электроэнергии.

С такой мощностью может справиться однофазная сеть, но в частных домах устанавливается более мощное оборудование, для которого лучше использовать сеть 380v. Таким образом, гарантируется бесперебойная работа котлов отопления и горячего водоснабжения, насосов, двигателей и другого оборудования.

Robc=Ua∙Ia∙cosϕa+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc,

Измерение мощности с помощью ваттметра

Потребляемая мощность трехфазного тока измеряется с помощью ваттметров. Это может быть специальный ваттметр для 3-фазной сети или однофазный счетчик с определенной схемой ваттметра. Современные измерительные приборы часто являются цифровыми. Такие конструкции характеризуются высокой точностью измерений, с большими возможностями оперирования входными и выходными данными.

Варианты измерений:

Соединение звездой с нейтральным проводником и симметричной нагрузкой – счетчик подключается к одной из линий, показания умножаются на три.
Несбалансированное потребление тока при соединении звездой – три ваттметра в каждой фазной цепи. Показания ваттметров суммируются;
Свободная нагрузка и соединение треугольником – два ваттметра, соединенные в цепи любых двух нагрузок. Показания ваттметра также суммируются.

На практике цель всегда состоит в том, чтобы сделать нагрузку симметричной. Это, во-первых, повышает производительность сети, а во-вторых, упрощает учет электроэнергии.

Поэтому общая мощность трехфазной сети для данного типа подключения будет равна:

Расчет мощности электрической нагрузки

Для того чтобы избежать проблем с электропроводкой во время эксплуатации, прежде всего, необходимо правильно рассчитать и выбрать сечение кабеля, так как от этого будет зависеть и пожарная безопасность здания. Неправильное сечение может стать причиной короткого замыкания и пожара в электропроводке, а следовательно, во всем помещении и здании. Выбор размера зависит от многих параметров, но, пожалуй, самым важным является сила тока.

Формула для расчета силы тока

Если мы можем измерить ток в существующей цепи с помощью амперметра, то как быть, когда мы планируем систему? Мы не можем измерить ток в цепи, которая еще не существует. В этом случае используется метод расчета.
При известных параметрах мощности, напряжения сети и типа нагрузки ток может быть рассчитан по формуле:

Формула для однофазной системы I=P/(U×cosφ)

Формула для трехфазной системы I=P/(1,73×U×cosφ)

P – электрическая мощность нагрузки, Вт;
U – фактическое напряжение сети, В;
cosφ – коэффициент мощности.

Мощность определяется на основе суммарной мощности всех приборов, которые планируется эксплуатировать и подключить к данной сети, обычно в соответствии с номиналами соответствующих приборов или приблизительными значениями для аналогичных приборов. Мощность рассчитывается на этапе проектирования электроустановки в жилище.

Коэффициент мощности зависит от типа нагрузки, например, для обогревателей и ламп он близок к 1, но любая активная нагрузка имеет реактивную составляющую, поэтому принимается коэффициент мощности 0,95. Это всегда следует учитывать для различных типов проводки.

Для приборов и оборудования большой мощности (электродвигатели, сварочные аппараты и т.д.) доля реактивной нагрузки выше, поэтому для таких приборов принимается коэффициент мощности 0,8.

Напряжение сети составляет 220 В для однофазного тока и 380 В для трехфазного тока, но для большей точности, если это возможно, рекомендуется использовать фактические значения напряжения, измеренные оборудованием.

Форма для расчета текущей мощности

Для расчета тока в цепях питания нагрузки, имеющих высокую реактивную кажущуюся мощность, как это часто бывает в промышленных источниках питания:

Трехфазная сеть с напряжением 380 В

Для трехфазного питания ток I (в амперах, A) рассчитывается по формуле:

I = P / 1,73 U,

где P – потребляемая мощность, W

U – напряжение сети, В,

Поскольку напряжение в трехфазной цепи питания составляет 380 В, формула будет выглядеть следующим образом

I = P /657, 4.

При трехфазном электроснабжении дома напряжением 380 В схема подключения выглядит следующим образом.

Сечение питающего кабеля для различных нагрузок при трехфазном питании/380 В для скрытого монтажа показаны в таблице.

Поперечное сечение жилы проводника, мм2	Диаметр жилы проводника, мм	Медные проводники	Алюминиевые проводники
Ток, A	Мощность, Вт	Ток, A	Мощность, кВт
0,50	0,80	6	2250
0,75	0,98	10	3800
1,00	1,13	14	5300
1,50	1,38	15	5700	10	3800
2,00	1,60	19	7200	14	5300
2,50	1,78	21	7900	16	6000
4,00	2,26	27	10000	21	7900
6,00	2,76	34	12000	26	9800
10,00	3,57	50	19000	38	14000
16,00	4,51	80	30000	55	20000
25,00	5,64	100	38000	65	24000

Для расчета тока в цепях, питающих нагрузки, характеризующиеся высокой реактивной полной мощностью, типичной для промышленных применений:

электродвигатели;
Реакторы в светильниках;;
сварочные трансформаторы;;
индукционные печи.

Это явление должно быть учтено в расчетах. Устройства и оборудование большой мощности имеют более высокую долю реактивной нагрузки, поэтому в расчет для такого оборудования включается коэффициент мощности 0,8.

На практике при расчете электрических нагрузок для бытового использования принимается запас мощности в размере 5%. При расчете электрических сетей для промышленного производства принимается 20% резерв мощности.

Трехфазные электрические цепи; Студопедия.
Шаговые двигатели: свойства и практические схемы управления. Часть 2.
Как найти начало и конец обмотки электродвигателя – ООО “СЗЭМО Электродвигатель”.
Звезда или треугольник – Советы электрикам – Electro Genius.
Рабочие характеристики асинхронного двигателя; Школа для электриков: электротехника и электроника.
Ваттметр в розетке: какую мощность он измеряет, как его подключить.
Трехфазные цепи (общая информация).

Источник

Трехфазная цепь
является обычной цепью синусоидального
тока с несколькими источниками.

Активная мощность
трехфазной цепи равна сумме активных
мощностей фаз.

Р = Р_А + Р_В+ Р_С = U_A∙I_A∙cosφ_A
+ U_B∙I_B∙cosφ_B
+ U_C∙I_C∙cosφ_C

Аналогично,
реактивная мощность трехфазной
цепи равна сумме реактивных мощностей
фаз.

Q =
Q_А + Q_В+ Q_С = U_A∙I_A∙sinφ_A
+ U_B∙I_B∙sinφ_B
+ U_C∙I_C∙sinφ_C

Полная мощность:

Эти формулы
используются для расчета мощностей в
трехфазной цепи при несимметричной
нагрузке.

При симметричной
нагрузке расчет значительно упрощается:

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Что это такое
- Что такое полная мощность на примере простой R-L цепи
Характеристики трехфазной системы
Свойства трехфазной сети
Какая сила тока трехфазной сети
Какая стандартная потребляемая ее мощность
Как узнать свою схему
- Схема “Треугольник”
- Схема “Звезда”
Измерение мощности
- Симметричная нагрузка
- Неравномерное распределение потребителей
Как правильно рассчитать
- Узнаем потребляемую мощность электричества
- Рассчитываем мощность трехфазной сети
Как измерить электрическую мощность дома
Пример расчёта мощностных показателей
Измерение мощности ваттметром
Трёхфазное или однофазное подключение
Отличие реактивной мощности от активной
Особенности подключения питания к частному дому
Подбираем номинал автоматического выключателя
Электроприборы, влияющие на качество потребления
Оборудование для защиты сети от короткого замыкания
Предупреждения

Что это такое

Полная мощность (ВА, кВА) характеризуется потребляемой нагрузкой (например, ИБП) двух составляющих, а также отклонением формы электрического тока и напряжения от гармонической. С мощностью электротока человеку приходится сталкиваться и в быту и на производстве, где применяются электрические приборы. Каждый из них потребляет электроток, поэтому при их использовании всегда необходимо учитывать возможности этих приборов, в том числе заложенные в них технические характеристики.

Значение полной мощности — вычисление формулы

Чтобы определить работу мощности за одну секунду, на практике применяется формула для производительности постоянного тока. Следует отметить, что данная физическая величина меняется во времени и для выполнения практического расчета совершенно бесполезна. Для вычисления среднего значения производительности требуется интегрирование по времени.

Обратите внимание! С целью определения данного показателя в электрической цепи, где периодически происходит смена напряжения и тока, средняя ёмкость вычисляется по передаче мгновенной мощности в течение определённого времени. Как вычисляется ёмкость по другой формуле

Как вычисляется ёмкость по другой формуле

Есть определенная категория людей, которая интересуется вопросом, какая бывает мощность. Активная производительность делится на следующие категории: фактическую, настоящую, полезную, реальную.

Ёмкость, преобладающая в электрических цепях постоянного тока, которая при этом получает нагрузку постоянного тока, определяется простым произведением напряжения по показателям нагрузки и потребляемого тока. Данная величина вычисляется по формуле: P = U х I. Данный результат показывает, что фазовый угол между током и напряжением отсутствует в электрических цепях постоянного тока. То есть отсутствует коэффициент производительности.

Синусоидальный сигнал намного усложняет процесс. Так как фазовый угол между током и напряжением может значительно отличаться друг от друга. Поэтому среднее значение определяется по следующей формуле:

P = U I Cosθ

Важно! Если в соединениях переменного тока фиксируется активная (резистивная) производительность, тогда для вычисления данного показателя применяется формула следующего характера: P = U х I. Мощность трёхфазной цепи

Мощность трёхфазной цепи

Что такое полная мощность на примере простой R-L цепи

Графики изменения мгновенных значений u,i:

φ — фазовый сдвиг между током и напряжением

Уравнение для S примет следующий вид

Подставим вместо и заменим амплитудные значения на действующие:

Значение S рассматривается как сумма двух величин , где

и — мгновенные активные и реактивные мощности на участках R-L.

Графики p,q,s:

Как видим из графика, наличие индуктивной составляющей повлекло за собой появление отрицательной части в полной мощности (заштрихованная часть графика), что снижает ее среднее значение. Это происходит из-за фазового сдвига, в какой-то момент времени ток и напряжение находятся в противофазе, поэтому появляется отрицательное значение S.

Активная составляющая сети выражается в ваттах (Вт), а реактивная в вольт-амперах реактивных (вар).

Полная мощность сети S, обусловлена номинальными данными генератора. Для генератора она обусловлена выражением:

Для нормальной работы генератора ток в обмотках и напряжение на зажимах не должны превышать номинальные значения Iн, Uн. Для генератора значения P и S одинаковы, однако все-таки на практике условились S выражать в вольт-амперах (ВА).

Также энергию сети можно выразить через каждую составляющую отдельно:

Где S, P, Q – соответственно активное, реактивное и полное сопротивление сети. Они образуют треугольник мощностей:

Треугольник мощностей с преобладающей индуктивной нагрузкой

Если вспомнить теорему Пифагора, то из прямоугольного треугольника можно получить такое выражение:

Реактивная составляющая в треугольнике является положительной (QL), когда ток отстает от напряжения, и отрицательной (QC), когда опережает:

Треугольник мощностей с преобладающей емкостной нагрузкой

Для реактивной составляющей сети справедливо алгебраическое выражение:

Из чего следует что индуктивная и емкостная энергия взаимозаменяемы. То есть если вы хотите уменьшить влияние индуктивной части цепи, вам необходимо добавить емкость, и наоборот.

Характеристики трехфазной системы

Формула мощности электрического тока

Трехфазная система электропитания характеризуется несколькими значениями напряжения и тока. Все зависит от того, между какими точками схемы производятся измерения:

между фазным проводом и нейтралью – фазное напряжение Uф;
между отдельными фазами – линейное Uл.

Соотношение между данными параметрами:

Uл=√3∙Uф.

При симметричном распределении нагрузки токи во всех проводах равны. В четырехпроводной схеме (с заземленным нулем) ток в нулевом проводнике отсутствует, поэтому даже при обрыве нуля сеть продолжает нормально функционировать.

В том случае, когда потребление энергии по фазам различается, в нейтральном проводе протекает некоторый ток. Полный обрыв нейтрального проводника вызывает перекос фаз, поэтому напряжение на проводах может измениться в диапазоне от нуля до линейного.

Последствия увеличения сопротивления нейтрали

Реактивный характер нагрузки учитывается коэффициентом мощности cosϕ. Данная величина пришла из теории комплексных чисел, которые используются, когда необходимо рассчитать параметры цепей переменного тока. В случае активной нагрузки cosϕ=1, но, чем более реактивный характер имеют потребители, тем больше коэффициент уменьшается, показывая, как снижается реальная мощность относительно полной.

Важно! Поэтому для правильного расчета и уменьшения нагрузки на генераторное оборудование в реактивных цепях устанавливают корректоры коэффициента мощности. Цепи с корректором приближают коэффициент cosϕ к единице.

Свойства трехфазной сети

Использование трехфазного электропитания завоевало широкую популярность по следующим причинам:

таким способом минимизируются потери при передаче электроэнергии на большие расстояния;
трехфазные схемы требуют для реализации меньшего количества деталей и материалов по сравнению с однофазными;
есть возможность обеспечить в сети питание 380 В или 220 В.

Обратите внимание! Трехфазное напряжение часто используется для питания асинхронных двигателей, некоторых теплонагревательных приборов, для работы мощных устройств.

Четыре провода питания

Какая сила тока трехфазной сети

На практике часто мощность электроприбора является известной величиной. Поскольку в большинстве случаев для питания используется напряжение 220 В, то имеются все необходимые данные для расчета силы тока. Эта величина важна, чтобы сравнить ее с предельно допустимой для используемых проводов, розеток и удлинителей.

Важно! Слишком сильный ток может вызвать перегорание предохранителей или порчу используемого удлинителя.

Трехфазная система с нейтралью

Для определения силы тока можно воспользоваться формулой мощности: P = кв. корень(3) * U(l) * I(l) * cos(«фи«).

Здесь можно использовать известные данные:

P — мощность электроприбора, известная из его инструкции по эксплуатации;
U(l). В большинстве случаев речь идет о напряжении 220 В (для устройств с трехфазным питанием эта величина будет равна 380 В).

Значение и формула для cos («фи») обычно точно неизвестны. Их берут из технического паспорта прибора или обращаются за этой информацией к справочникам. Как правило, для определенных типов приборов такая величина известна. Например, она близка к 1 у нагревательных приборов, а у электродвигателей равна 0,7-0,9.

Таким образом на основе приведенной формулы можно посчитать силу тока на основании известных данных.

Прибор для измерения мощности — ваттметр

Какая стандартная потребляемая ее мощность

Чтобы рассчитать электрическую мощность, потребляемую квартирой или частным домом, нужно учесть потребление энергии всеми используемыми электроприборами. Это удобно делать в два этапа:

Рассмотреть все те приборы, которым необходимо питание, использующее три фазы.
Просуммировать потребляемую мощность однофазных устройств.

Искомые значения можно взять либо из техпаспорта электроприбора, либо из технического справочника. При необходимости эту величину можно рассчитывать на основе сделанных измерений. В реальной жизни устройства практически никогда не включаются одновременно.

Обратите внимание! Знание предельной величины потребляемой энергии позволит правильно организовать электроснабжение дома или квартиры.

На основе полученных данных можно, используя формулы мощности, вычислить, какова предельно допустимая сила тока в трехфазной сети, которую должна выдерживать электропроводка. Это позволит правильно подобрать предохранители и используемые во внутренней электросети провода.

Принцип действия трехфазного генератора

Как узнать свою схему

Для правильного определения и расчета мощности требуется знание нескольких факторов:

Количества фаз питания;
Способа соединения потребителей.

При однофазном подключении используется два провода:

Фазный провод;
Нулевой провод.

Для трехфазной сети характерно наличие трех или четырех проводников (подключение с заземленной нейтралью). При этом используется две различных схемы включения:

«Треугольник». Каждая нагрузка подсоединяется с двумя соседними. Напряжение каждой фазы подводится к точкам соединения потребителей.
«Звезда». Все три потребителя соединяются в одной точке. Ко вторым концам подключаются фазы питания. Это схема с изолированной нейтралью. В схеме с заземленной нейтралью точка соединения потребителей подключается к нулевому проводнику.

Схема “Треугольник”

Любая фаза соединяется с примыкающими. Сила тока от источника фазная, между собой-линейная.

Схема “Звезда”

Фазы соединяются в одной точке. В этой точке суммарное напряжение будет равно 0. Сила тока только фазная, а напряжение может варьироваться от линейного до фазного. Что это дает юзеру? Линейное напряжение в квартире 380 В, а фазовое-220 В.

Большая часть устройств работают при напряжении 220 В, но некоторые приборы нуждаются в большем напряжении: старенькые электрической плиты, массивные обогреватели и котлы, электроинструмент промышленного предназначения.

Благодаря таковой схеме хоть какой устройство будет работать без заморочек.

Измерение мощности

Измерять мощность трёхфазных цепей позволяют ваттметры, специальные приборы, предназначенные для этой цели. Их количество и способы подключения зависят от конкретной электрической цепи: её характеристик и схемы подключения нагрузок. Трёхфазные сети различают по количеству подводящих проводов и распределением нагрузки по фазам, а именно:

трёхпроводная система;
четырёхпроводная система;
равномерная нагрузка;
асимметричная нагрузка.

Симметричная нагрузка

Если система состоит из четырёх проводов (3 фазы и «ноль»), а нагрузка равномерно распределена между фазами, то для того, чтобы узнать суммарную величину мощности, достаточно иметь один прибор для измерения. Токовую обмотку ваттметра последовательно подключают в один из линейных проводов, а между линейным и нулевым проводами включается обмотка напряжения измерительного устройства. Этот вид подключения даёт возможность узнать количество ватт на одной фазе. А поскольку нагрузка в системе распределяется равномерно, то результирующую мощность трёхфазной сети находят умножением полученных показаний на количество фаз, то есть на 3.

В случае трёхпроводной системы обмотка напряжения измерительного прибора включается на линейное напряжение сети, а его токовая обмотка пропускает через себя линейный электропоток. Поэтому общая мощность сети будет больше показаний ваттметра в
раз.

Неравномерное распределение потребителей

Цепи с несимметричной нагрузкой на фазах требуют использования нескольких ваттметров для определения мощностной характеристики. В системе, состоящей из четырёх проводов, нужно подключить три прибора таким образом, чтобы обмотки напряжений каждого были включены между нулевым проводом и одной из фаз. Общий результат находится путём суммирования отдельных показаний каждого ваттметра.

Трёхпроводная система потребует минимум двух ваттметров для определения мощности всей цепи. С входным токовым зажимом и оставшимся свободным линейным проводом соединяются обмотки напряжений каждого отдельного ваттметра. Полученные показания складывают и получают значение этой величины для трёхфазной цепи. Эта схема подключения измерительных приборов основана на первом законе Кирхгофа.

Подобные нюансы очень важны при проектировании трёхфазной сети для частного сектора. А также их стоит учитывать при правильном обслуживании уже действующих систем электропитания.

Как правильно рассчитать

Для расчета примем некий производственный цех, в каком установлены 30 электродвигателей. В цех входит четырехпроводная линия, помним что это 3 фазы: A, B, C, и нейтраль(ноль). Номинальное напряжение 380/220 вольт. Суммарная мощность всех движков составляет Ру1 — 48кВт, еще у нас есть осветительные лампы в мастерской, суммарная мощность которых составляет Ру2- 2кВт.

Ру — установленная суммарная мощность группы потребителей, по величине равная сумме их заявленных мощностей, измеряется в кВт.
Кс — коэффициент спроса при режиме наивысшей нагрузки. Коэффициент спроса учитывает самое огромное вероятное число включений приемников группы. Для электродвигателей коэффициент спроса должен брать в расчет величину их загрузки.

Коэффициент спроса для осветительной (освещения) нагрузки, другими словами освещения, Кс2-0,9, и для силовой нагрузки, другими словами электродвигателей Кс1=0,35. Усредненный коэффициент мощности для всех потребителей cos( φ ) = 0,75. Нужно отыскать расчетный ток полосы.

Мощность электрического тока влияет на то, как быстро прибор сможет выполнить работу. К примеру, дорогой обогреватель, имеющий в 2 раза большую мощность, обогреет помещение быстрее, чем два дешевых, с меньшей в 2 раза мощностью. Получается, что выгоднее купить агрегат, имеющий большую мощность, чтобы быстрее обогреть холодное помещение. Но, в то же время, такой агрегат будет тратить существенно больше энергии, чем его более дешевый аналог.

Потребляемая мощность всех приборов в доме учитывается и при подборе проводки для прокладки в доме. Если не учитывать этого и в последующем включить в сеть слишком много приборов, то это вызовет перегрузку сети. Проводка не сможет выдержать мощность электрического тока всех приборов, что приведет к плавлению изоляции, замыканию и самовоспламенению проводки. В результате может начаться пожар, который может привести к непоправимым последствиям.

Однофазный синусоидальный ток в электрических цепях вычисляется по формуле Р = U x I x cos φ, где υ и Ι. Их обозначение шифруется следующим образом: среднеквадратичное значение напряжение и тока, а φ — фазный угол фаз между ними.

Для цепей несинусоидального тока электрическая ёмкость равна корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной производительности. Активная производительность характеризуется скоростью, которая имеет необратимый процесс преобразования электрической энергии в другие виды энергии. Данная ёмкость может вычисляться через силу тока, напряжение и активную составляющую сопротивления цепи r или её проводимость g по формуле P = I(2) x r = U(2) x g.

Реактивная мощность (Reactive Power)

Следует заметить, что:

резистор потребляет активную мощность и отдаёт её в форме тепла и света.
индуктивность потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме магнитного поля.
конденсатор потребляет реактивную мощность и отдаёт её в форме электрического поля.

В любой электрической цепи как синусоидального, так и несинусоидального тока активная способность всей цепи равна сумме активных мощностей отдельных частей цепи, для трёхфазных цепей электрическая емкость определяется как сумма пропускной способности отдельных фаз. С полной производительностью S, активная связана соотношением P = S x cos φ.

В теории длинных линий (анализ электромагнитных процессов в линии передачи, длина которой сравнима с длиной электромагнитной волны) полным аналогом активной мощности является проходящая мощность, которая определяется как разность между падающей мощностью и отраженной производительностью.

Как найти реактивную полную мощность через активную? Данная производительность, характеризующая нагрузки, создаваемые в электротехнических устройствах колебаниями энергии электромагнитного поля в цепи синусоидального переменного тока, равна произведению среднеквадратичных значений напряжения U и тока I, умноженному на синус угла сдвига фаз φ между ними: Q = U x I x sin φ (если ток отстаёт от напряжения, сдвиг фаз считается положительным, если опережает — отрицательным).

Обозначение реактивной величины

Узнаем потребляемую мощность электричества

Как рассчитать мощность и зачем это нужно?

Познание предельной потребляемой мощности дозволит организовать верно электроснабжение квартиры либо домовладения.

Дабы ее вычислить, нужно подсчитать мощность употребления у однофазовых устройств и изучить устройства-трехфазники. Характеристики указываются в технических паспортах изделий либо в техническом справочнике. Зная эти характеристики и используя формулу вычисления мощности, определяется сила тока в трехфазной системе, которая дает нагрузку на проводку.

При помощи приобретенной инфы подбираются предохранители и провода, которые будут применяться при прокладке внутренней электросети.

Рассчитываем мощность трехфазной сети

Для удобства и скорых вычислений есть онлайн сервисы с калькуляторами, в каких можно стремительно посчитать мощность сети, введя известные юзеру характеристики.

Как измерить электрическую мощность дома

Существует еще одна возможность оценки активной мощности: ее измерение в действующей схеме специальными приборами: ваттметрами.

Точные замеры может обеспечить промышленный лабораторный ваттметер. Он изготавливается как прибор, работающий на аналоговых сигналах,так и с помощью цифровых технологий.

В бытовой проводке точные вычисления не нужны. Для нее выпускаются различные виды более простых ваттметров.

Популярностью пользуются приборы, которые можно вставить в розетку и подключить к ним шнур питания от потребителя, включить их в работу и сразу снять показания на дисплее в ваттах.

Их так и называют: ваттметр розетка. Они измеряют чисто активную мощность переменного тока.

Такие приборы избавляют электрика от выполнения сложных операций под напряжением, когда требуется замерять:

действующее напряжение;
силу тока;
угол сдвига фаз между векторами тока и напряжения.

Потом все данные дополнительно требуется вводить в формулу расчета мощности по току и напряжению, делать по ней вычисления.

Этот метод можно упростить, если внимательно наблюдать за показаниями электрического счетчика индукционной системы с вращающимся диском. Он считает совершенную работу: потребленную мощность за определенную время.

Однако скорость вращения диска как раз и характеризует величину потребления. Надо просто посчитать сколько раз он обернется за минуту и перевести в ватты по табличке, расположенной на корпусе.

Пример расчёта мощностных показателей

Конденсатор 104

Наиболее простым примером может считаться расчет потребления энергии симметричной нагрузкой. Сколько будет потреблять электроэнергии трехфазный асинхронный двигатель, подключенный в сеть с линейным напряжением 380 В, и потребляющий ток 10 А по каждой фазе? Коэффициент мощности cosϕ=0.76. Тогда потребляемая мощность равна:

P=√3Uл∙Iл∙cosϕ=√3∙380∙10∙0,76=5000 ВА.

Более сложный расчет бытовой сети:

Фазное напряжение – 220 В;
Потребление по линиям – 10 А, 5 А, 2 А;
Первые две фазы подключены к активной нагрузке (электроплита, чайник);
Третья нагружена на люминесцентные светильники с cosϕ=0,5.

Pобщ=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc=220∙10+220∙5+220∙2∙0,5=3520 ВА.

Используя онлайн калькулятор расчетов, можно избавиться от большинства ошибок и сократить время вычислений. Требуется лишь правильно ввести данные по текущим параметрам

Измерение мощности ваттметром

Мощность потребления трехфазного тока измеряют, используя ваттметры. Это может быть специальный ваттметр, для 3-х фазной сети, либо однофазный, включенный по определенной схеме. Современные приборы учета электроэнергии часто выполняются по цифровой схемотехнике. Такие конструкции отличаются высокой точностью измерений, большими возможностями оперирования с входными и выходными данными.

Варианты измерений:

Соединение «звезда» с нулевым проводником и симметричная нагрузка – измерительный прибор подключается к одной из линий, считанные показания умножаются на три.
Несимметричное потребление тока в соединении «звезда» – три ваттметра в цепи каждой фазы. Показания ваттметров суммируются;
Любая нагрузка и соединение «треугольник» – два ваттметра, подключенных в цепь любых двух нагрузок. Показания ваттметров также суммируются.

На практике всегда стараются выполнить нагрузку симметричной. Это, во-первых, улучшает параметры сети, во-вторых, упрощает учет электрической энергии.

Трёхфазное или однофазное подключение

В зависимости от того, какой тип подключения используют, определение потребляемой мощности производится по-разному.

В однофазной сети потребляемая энергия считается по простейшей формуле:

где cosϕ – коэффициент мощности, характеризующий сдвиг фаз между током и напряжением в реактивной нагрузке.

Мощность 3 х фазной сети является суммой потребления по каждой фазе в отдельности. Формула мощности 3 х фазного тока имеет следующий вид:

Отличие реактивной мощности от активной

Реактивная энергия содержит только переменную часть, которая изменяется с двойной частотой, а ее среднее значение равно нулю

График q(ωt)

Если ток и напряжение имеют синусоидальную форму и сеть содержит элементы типа R-L или R-C, то в таких сетях кроме преобразования энергии в активном элементе R вдобавок еще и изменяется энергия электрического и магнитного полей в реактивных элементах L и C.

Особенности подключения питания к частному дому

Многие считают, что трехфазная сеть в доме повышает потребляемую мощность. На самом деле лимит устанавливается электроснабжающей организацией и определяется факторами:

возможностями поставщика;
количеством потребителей;
состоянием линии и оборудования.

Для предупреждения скачков напряжения и перекоса фаз их следует нагружать равномерно. Расчет трехфазной системы получается примерным, поскольку невозможно точно определить, какие приборы в данный момент будут подключены. Наличие импульсных приборов в настоящее время приводит к повышенному энергопотреблению при их пуске.

Распределительный электрощит при трехфазном подключении берется больших размеров, чем при однофазном питании. Возможны варианты с установкой небольшого вводного щитка, а остальных — из пластика на каждую фазу и на надворные постройки.

Подключение к магистрали реализуется по подземному способу и по воздушной линии. Предпочтение отдают последней благодаря небольшому объему работ, низкой стоимости подключения и удобству ремонта.

Сейчас воздушное подключение удобно делать с помощью самонесущего изолированного провода (СИП). Минимальное сечение алюминиевой жилы составляет 16 мм2, чего с большим запасом хватит для частного дома.

СИП крепится на опорах и стене дома с помощью анкерных кронштейнов с зажимами. Соединение с главной воздушной линией и кабелем ввода в электрощит дома производится ответвительными прокалывающими зажимами. Кабель берется с негорючей изоляцией (ВВГнг) и проводится через металлическую трубу, вставленную в стену.

Подбираем номинал автоматического выключателя

Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки. Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину. А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:

6 А – 1,2 кВт;
8 А – 1,6 кВт;
10 А – 2 кВт;
16 А – 3,2 кВт;
20 А – 4 кВт;
25 А – 5 кВт;
32 А – 6,4 кВт;
40 А – 8 кВт;
50 А – 10 кВт;
63 А – 12,6 кВт;
80 А – 16 кВт;
100 А – 20 кВт.

С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия. Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.

При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:

электросауна (12 кВт) — 60 А;
электроплита (10 кВт) — 50 А;
варочная панель (8 кВт) — 40 А;
электроводонагреватель проточный (6 кВт) — 30 А;
посудомоечная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
стиральная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
джакузи (2,5 кВт) — 12,5 А;
кондиционер (2,4 кВт) — 12 А;
СВЧ-печь (2,2 кВт) — 11 А;
электроводонагреватель накопительный (2 кВт) — 10 А;
электрочайник (1,8 кВт) — 9 А;
утюг (1,6 кВт) — 8 А;
солярий (1,5 кВт) — 7,5 А;
пылесос (1,4 кВт) — 7 А;
мясорубка (1,1 кВт) — 5,5 А;
тостер (1 кВт) — 5 А;
кофеварка (1 кВт) — 5 А;
фен (1 кВт) — 5 А;
настольный компьютер (0,5 кВт) — 2,5 А;
холодильник (0,4 кВт) — 2 А.

Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.

Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А. И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом. Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала. Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.

На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.

Электроприборы, влияющие на качество потребления

Коэффициент мощности равен единице при подключении ламп и нагревателей. Он уменьшается до 0,7 и менее, когда в цепи добавляют преобладающие по потреблению энергии электромоторы, другие компоненты с реактивными составляющими.

Правильное применение определений и расчетов мощности помогает оптимизировать проект электрической сети с учетом особенностей подключаемых нагрузок. Приведенные выше сведения пригодятся на стадии определения параметров проводки, защитных автоматов. Комплексное использование этих знаний повысит надежность электроснабжения, предотвратит возникновение и развитие аварийных ситуаций.

Оборудование для защиты сети от короткого замыкания

Вы уже знаете, как посчитать амперы, зная мощность и напряжение, или вычислить мощность, когда известны сила тока и напряжение. Но иногда даже точные и верные расчеты не спасают от короткого замыкания. ЧП может случиться на трехфазной линии по не зависящим от пользователя причинам: попадание постороннего объекта на провода, обрыв из-за падения дерева. В таком случае даже если вы максимально правильно рассчитали силу тока по мощности и в вашем доме самая идеальная проводка, возможен пожар или выход электроприборов из строя. Защитить свою сеть можно следующими способами:

поставить плавкий предохранитель. Если амперы в электроцепи превысят допустимые значения, то предохранитель расплавится, цепь будет нарушена. Цена плавкого предохранителя – 400-600 рублей. Выбирайте товар отечественного производства, рассчитанный на работу с нашими электросетями;
установить автоматический выключатель. Это современное оборудование, которое надежно защищает бытовые приборы от преждевременного выхода из строя вследствие проблемы с проводами. Стоит от 200 до 2 тысяч рублей. Сработает за секунды в отличие от плавкого предохранителя, которому на размыкание потребуется примерно полминуты. При подключении изучите подробную информацию о маркировках проводов.

Автоматический выключатель тока защитит бытовую технику от поломок из-за короткого замыкания сети

Предупреждения

Если через инвертер пропустить слишком большую мощность, то он может выйти из строя.
Подключение чрезмерного числа приборов к инвертеру может привести к недостатку мощности для каждого прибора. Результатом этого может быть повреждение или отключение приборов.
При вычислении мощности по формуле вы получите приблизительное значение. Если вам нужно точное значение мощности, воспользуйтесь ваттметром.

ТеорияЧто на самом деле изобрел Тесла и в чем он был мистификатором?

ТеорияТиристорный преобразователь частоты

Источник

Трёхфазнаянагрузка именуется равномерной, когда по всем фазным проводникам протекает однообразный ток. При всем этом сила тока в нулевом проводнике равна нулю. Примером равномерной (симметричной) нагрузки являютсятрёхфазныеэлектродвигатели. В данном случае мощность потребителя рассчитывается по формуле

P = 3*Uф*I* cos(φ) = 1,73Uл*I* cos(φ) (1)

Когда по фазным проводникам протекают разные по величине токи, нагрузка именуется неравномерной либо несимметричной. В случае несимметричной нагрузки по нулевому (нейтральному) проводу протекает ток. В этом случае мощность определяется по формуле:

Pобщ = Ua*Ia* cos(φ1) + Ub*Ib* cos(φ2) + Uc*Ic* cos(φ3) (2)

Пример 1

Какой ток протекает в цепи трехфазного электродвигателя мощностью 1,45 КВт и cos(φ)=0,76? Напряжение сети Uф/Uлин = 220/380 В

Решение: 3-х фазные электродвигатели являются симметричной нагрузкой. Используя формулу (1), после преобразований, получаем:

I = P/3*Uф* cos(φ) = 1450/3*220*0,76 = 2,9 А

Пример 2

Какую мощность потребляет коттедж с трёхфазным вводом, если по фазным проводам протекают токи величиной 4,2; 5,1 и 12 А? Принять cos(φ) = 1

Решение: Используя формулу (2), имеем:

Робщ = (4,2 + 5,1+12)*220 = 21,3*220 = 4,7 КВт

Расчет величины переменного электрического тока при однофазовой нагрузке.

Представим, что нас обыденный дом либо квартира в какой имеется электрическая сеть переменного тока напряжением 220 вольт.

В доме имеются электроприборы:

Для освещения дома установлены 5 электролампочек по 100 ватт любая и 8 электролампочек мощностью 60 ватт любая. 2. Электродуховка, мощностью 2 киловатта либо 2000 ватт. 3. Телек, мощностью 0,1 киловатт либо 100 ватт. 4. Холодильник, мощностью 0,3 киловатта либо 300 ватт. 5. Стиральная машина мощностью 0,6 киловатт либо 600 ватт. Нас интересует, какой ток будет протекать на вводе в наш дом либо квартиру при одновременной работе всех перечисленных выше электроприборов и не повредится ли наш электросчетчик, рассчитанный на ток 20 ампер?

Расчет: 1, Определяем суммарную мощность всех устройств: 500 + 480 + 2000 + 100 + 300 + 600 = 3980 ватт 2. Ток, протекающий в проводе при таковой мощности определяется по формуле:

где: I — ток в амперах (А) Р — мощность в ваттах (Вт) U — напряжение в вольтах (В) cos φ — коэффициент мощности (для бытовых электросетей можно принять 0,95) Подставим числа в формулу: І = 3980 /220 * 0,95 = 19,04 А Вывод: Счетчик выдержит, так как ток в цепи меньше 20 А. Для удобства юзеров ниже приведена форма расчета тока.

Для вас следует ввести в надлежащие поля формы суммарное значения мощности в ваттах всех ваших электроприборов, напряжение в вольтах, обычно 220 и коэффициента мощности, 0,95 для бытовой нагрузки, надавить кнопку “Вычислить” и в поле “Ток” появится величина тока в амперах. Если у вас нагрузка в киловаттах, следует перевести ее в ватты, зачем помножить на 1000. Для чистки введенного значения мощности следует надавить кнопку “Очистить”. Чистку введенных по дефлоту значений напряжения и косинуса следует произвести кнопкой delete переместив курсор в подобающую ячейку (по мере надобности).

Форма расчета для определения тока при однофазовой нагрузке.

Расчет величины переменного электрического тока при трехфазной нагрузке.

Сейчас представим, что нас обыденный дом либо квартира в какой имеется электрическая сеть переменного тока напряжением 380/220 вольт. Почему указываются два напряжения — 380 В и 220 В? Дело в том, что при подключении к трехфазной сети в ваш дом заходят 4 провода — 3 фазы и нейтраль (по старенькому — ноль).

Итак вот, напряжение между фазными проводами либо по другому — линейное напряжение будет 380 В, а между хоть какой из фаз и нейтралью либо по другому фазное напряжение будет 220 В. Любая из 3-х фаз имеет свое обозначение латинскими литерами А, В, С. Нейтраль обозначается латинской N.

Таким макаром, между фазами А и В, А и С, В и С — будет напряжение 380 В. Между А и N, В и N, С и N будет 220 В и к этим проводам можно подключать электроприборы напряжением 220 В, а означает в доме может быть как трехфазная, так и однофазовая нагрузка.

Вообще-то трехфазные нагрузки принято считать в киловаттах, потому, если они записаны в ваттах, их следует поделить на 1000. Нас интересует, какой ток будет протекать на вводе в наш дом либо квартиру при одновременной работе всех перечисленных выше электроприборов и не повредится ли наш электросчетчик, рассчитанный на ток 20 ампер?

Расчет: Определяем суммарную мощность всех устройств: 3 кВт + 15 кВт = 18 кВт 2. Ток, протекающий в фазном проводе при таковой мощности определяется по формуле:

где: I — ток в амперах (А) Р — мощность в киловаттах (кВт) U — линейное напряжение, В cos φ — коэффициент мощности (для бытовых электросетей можно принять 0,95) Подставим числа в формулу: = 28,79 А

Найти

Линейные и фазные токи

Пример расчета:.

К источнику трехфазной сети с линейным напряжением Uл=380В и частотой f=50 Гц подключена равномерная нагрузка, соединенная по схеме «звезда», с полным сопротивлением в фазе Z=90 Ом и индуктивностью L= 180 мГн, Найти активную, реактивную и полную мощности, коэффициент мощности,

Решение.

1 Фазное напряжение:

U ф = U л / √ 3=380 / √ 3 = 220 В.

Фазный ток

Линейный ток

4 Реактивное сопротивление в фазе:

5 Активное сопротивление в фазе:

6 Коэффициент мощности катушки:

sinφ=XL/z= 56,5/90=0,628

7 Мощности, потребляемые нагрузкой:

а) активная:

Либо

б) реактивная:

в) Полная:

Расчет мощности трехфазной сети

P = 3*Uф*I* cos(φ) = 1,73Uл*I* cos(φ) (1)

Pобщ = Ua*Ia* cos(φ1) + Ub*Ib* cos(φ2) + Uc*Ic* cos(φ3) (2)

Пример 1

I = P/3*Uф* cos(φ) = 1450/3*220*0,76 = 2,9 А

Пример 2

Решение: Используя формулу (2), имеем:

Робщ = (4,2 + 5,1+12)*220 = 21,3*220 = 4,7 КВт

Опора древесной одностоечной и методы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на нужной высоте над землей, водой.

Механическое удерживание земельных масс: Механическое удерживание земельных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями разных конструкций.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается зависимо от нрава защищаемого.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особенное значение присваивают эстетическим.

Как отыскать мощность трехфазной сети по току и напряжению, расчет по формулам

Трехфазные и однофазовые сети распространены приблизительно идиентично в личных и многоквартирных домах. Но стоит увидеть, что промышленная сеть является трехфазной по дефлоту и почти всегда к улице, где размещены личные дома либо к многоквартирному дому подходит как раз-таки трехфазная сеть. А уже позже ее разветвляют на три однофазовые, и заводят к конечному потребителю тока.

Расчет изготовлен не просто так, а с целью обеспечить очень эффективную передачу электричества от электростанции к для вас, также преследуется цель большего понижения утрат электричества в транспортировочном процессе, ведь на ток оказывает сопротивление проводник, по которому этот самый ток течет.

Если для вас любопытно, какая сеть у вас в доме либо квартире, то найти это довольно легко. Если вы откроете электрический щиток и поглядите, сколько проводов применяется для вашей квартиры, то если вы увидите 2 либо 3 провода, это однофазовая сеть, 1 и 2 провод — это фаза и ноль, 3 провод, если он находится — это заземление. В трехфазной же сети проводов будет либо 4, либо 5. Три фазы А, В,С, ноль и если находится — заземляющий проводник.

Так же определяется и количество фаз по так именуемому пакетнику, вводному автоматическому выключателю. Для однофазовой сети выделяется 2 либо 1 сдвоенный кабель, а в трехфазной будет 1 строенный кабель и одинарный. Но не стоит забывать о напряжении, с которым необходимо быть очень усмотрительным.

Для того дабы произвести расчет по току, и расчет по напряжению дабы выяснить мощность нетрудно, обычно, в трехфазных сетях нуждаются огромные энергопотребители. При помощи формулы, приведенной в статье, произвести расчет мощности, используя значения тока и напряжения, вы можете с легкостью.

Узнаем потребляемую мощность электричества

Итак, перейдем к существу, нам необходимо выяснить мощность электричества по току и напряжению. Сначала необходимо знать, сколько потреблять энергии вы будете. Это просто выяснить, сопоставив все энергопотребители у вас на дому. Давайте выберем самую распространенную технику, без которой не обойтись современному человеку. Кстати, выяснить сколько потребляет тот либо другой устройство, можно в паспортных данных вашего электроприбора, либо на бирке, которая может быть на корпусе. Начнем с самого высокого употребления напряжения:

Стиральная машина — 2700 Ватт
Водонагреватель (бойлер) — 2000 Ватт
Утюг — 1875 Ватт
Кофеварка — 1200 Ватт
Пылесос — 1000 Ватт
Микроволновая печь — 800 Ватт
Компьютер — 500 Ватт
Освещение — 500 Ватт
Холодильник — 300 Ватт
Телек — 100 Ватт

По формуле нам необходимо все добавить и поделить на 1000, для перевода из ватт в киловатты.

Суммарно у нас вышло 10975 Ватт, переведем в киловатты, поделив на 1000.

Итого у нас потребление 10.9 кВт.

Для обыденного мещанина полностью довольно и одной фазы. В особенности если вы не собираетесь включать все сразу, что, конечно, маловероятно.

Но необходимо держать в голове что потребление тока может быть существенно выше, в особенности если вы живете в личном доме и/либо у вас есть гараж, тогда потребление 1-го устройства может составлять 4-5 кВт. Тогда для вас будет лучше трехфазная сеть, как более мощная и позволяющая подключать существенно более массивных потребителей тока.

Трехфазная сеть

Давайте более тщательно разглядим конкретно трехфазную сеть, как более предпочтительную для нас. Для начала приведем сравнительную характеристику однофазовой и трехфазной сети. Выделим некоторые плюсы и минусы.

Когда применяется трехфазная сеть есть возможность что нагрузка распределиться неравномерно на каждую фазу. Если, например, от первой фазы будет запитан электрический котел и мощнейший нагреватель, а от 2-ой — телек и холодильник, то будет иметь место такое явления, как «перекос фаз» — несимметрия напряжений и токов, что может быть следствием выхода из строя некоторых потребителей тока. Для избежания схожей ситуации следует тщательнее планировать рассредотачивание нагрузки еще на исходном шаге проектирования сети.

Также трехфазной сети будет нужно большее число проводов, кабелей и автоматических выключателей, пропускающих ток, так как мощность будет существенно выше, соответственно установка таковой сети будет дороже.

Однофазовая сеть по вероятной возможной мощности уступает трехфазной. Так что если вы предполагаете применять много массивных потребителей тока, то 2-ой вариант будет соответственно лучше. Для примера, если в дом входит двухжильный (трехжильный если он с заземлением), с полосы электропередач, кабель сечением 16 мм2, тогда общая мощность всех электропотребителей в доме не должна превосходить 14кВт, как в примере, наведенном выше.

Но если же вы будете применять то же сечение провода для трехфазной сети, но соответственно кабель будет 4-5 жильным, то уже тогда наибольшая суммарная мощность будет приравниваться уже 42 кВт.

Рассчитываем мощность трехфазной сети

Ру — установленная суммарная мощность группы потребителей, по величине равная сумме их заявленных мощностей, измеряется в кВт.
Кс — коэффициент спроса при режиме наивысшей нагрузки. Коэффициент спроса учитывает самое огромное вероятное число включений приемников группы. Для электродвигателей коэффициент спроса должен брать в расчет величину их загрузки.

Расчет

Подсчитаем расчетную силовую нагрузку P1 = 0,35*48 = 16,8 кВт

и расчетную осветительную нагрузку Р2 = 0,9 *2 = 1.8 кВт.

Полная расчетная нагрузка P = 16,8+1,8=18,6 кВт;

Расчетный ток считаем при помощи формулы:

Р — расчетная мощность потребителя (электродвигатели и освещение), кВт;

Uн — напряжение номинальное на клеммах приемника, которое приравнивается междуфазному (линейному, когда подключается фаза и фаза, тоесть 380 В) другими словами напряжению в сети, от которой он запитан, В;

cos ( φ ) — коэффициент мощности приемника.

Таким макаром, мы произвели расчет мощности по току, который дозволит для вас разобраться с трехфазными сетями. Но перейдя конкретно к монтажу системы не запамятовывайте технику безопасности, ведь ток и напряжение опасное для вашей жизни явление.

Формула для расчета мощности трехфазной сети

Суббота, вечер. Затеял стирку, запустил стиральную машинку. Попутно решил пропылесосить, заодно включил электрочайник, чтобы после испить чаю. И свет погас, оставив квартиру в кромешной тьме. Знакомая картина? Дабы такового не вышло, необходимо знать, как высчитать нагрузку на сеть, зная мощность электрического тока.

Особенности трехфазной системы

Для оборудования электричеством жилых домов и квартир применяют два вида схем:

однофазовая;
трехфазная.

Электросеть от электрических станций выходит с 3 фазами, попадает к домам в таком же виде, дальше разветвляется на отдельные фазы.

Этот метод передачи электроэнергии считается экономным, так как уменьшает утраты при транспортировке.

Как узнать свою схему

Выяснить количество фаз у себя в доме либо квартире просто, для этого необходимо открыть распределительный щиток и посчитать провода, по которым ток поступает в квартиру.

При однофазовой сети количество проводов будет 2: фаза, ноль.

Время от времени встречается 3 провод-заземление. В трехфазной системе проводов 4: 3 фазы, ноль. Провод заземления также может быть добавлен.

2 фаворитных метода соединения трехфазной системы:

Схема “Треугольник”

Любая фаза соединяется с примыкающими. Сила тока от источника фазная, между собой-линейная.

Схема “Звезда”

Благодаря таковой схеме хоть какой устройство будет работать без заморочек.

Характеристики трехфазной цепи

Трехфазная сеть имеет ряд преимуществ:

уменьшает утраты при транспортировке электричества на далекие расстояния;
кабели и оборудование имеют наименьший расход чем у монофазной сети;
энергосистема сбалансирована;
в системе для работы находятся сходу 2 формы напряжения: линейное 380 В и фазное 220 В.

Расчет

Вычисление мощности трехфазной системы дело затруднительное, так как в сети ток не неизменный, а переменный.

При неизменном токе мощность рассчитывается методом умножения напряжения и силы тока. При переменном токе все величины нестабильны из-за наличия нескольких фаз. Также имеет значение метод соединения. При однофазовой системе мощность рассчитывается также методом умножения напряжения и силы тока, но с учетом коэффициента мощности-cos, который охарактеризовывает сдвиг фаз при реактивной нагрузке между напряжением и током.

Вычисление происходит по следующей формуле полной расчета мощности по току в трехфазной сети:

Pобщ=Uа∙Iа∙cosа+ Ub∙Ib∙cosb+ Uc∙Ic∙cosc

где U-напряжение, I-сила тока, cos-коэффициент мощности, a, b и c-фазы.

Измерение мощности в трехфазных цепях проводят прибором-ваттметр.

При симметричной нагрузке определяют только одну фазу и итог измерения множат на 3. При замере сходу 3 фаз будет нужно 3 устройства. При отсутствии фазы “ноль” измерение проводится 2 устройствами и расчет мощности рассчитывается по 1 закону Кирхгофа:

Ia+Ib+Ic=0

Сумма показаний 2-ух ваттметров даст показатель мощности трехфазной цепи.

Узнаем потребляемую мощность электричества

Как рассчитать мощность и зачем это нужно?

Дабы ее вычислить, нужно подсчитать мощность употребления у однофазовых устройств и изучить устройства-трехфазники. Характеристики указываются в технических паспортах изделий либо в техническом справочнике. Зная эти характеристики и используя формулу вычисления мощности, определяется сила тока в трехфазной системе, которая дает нагрузку на проводку.

Рассчитываем мощность трехфазной сети

Видео: Распределение нагрузки по фазам. Перекос фаз | KonstArtStudio

Источник

В цепи постоянного тока мощность определяется довольно просто – это произведение тока и напряжения. Они не изменяются во времени и есть постоянной величиной, соответственно и мощность является постоянной, то есть система уравновешена.

С сетями переменного напряжения все гораздо сложнее. Они бывают однофазные, двухфазные, трехфазные и т.д. Наибольшее распространение получили однофазные и трехфазные сети в силу своего удобства и наименьших затрат.

Рассмотрим трехфазную систему питания

Такие цепи, могут соединяться в звезду или в треугольник. Для удобства чтение схем и во избежание ошибок фазы принято обозначать U, V, W или А, В, С.

Схема соединения звезда:

Схема соединения фаз в звезду

Для соединения звездой суммарное напряжение в точке N равно нулю. Мощность трехфазного тока в данном случае тоже будет постоянной величиной, в отличии от однофазного. Это значит что трехфазная система уравновешена, в отличии от однофазной, то есть мощность трехфазной сети постоянна. Мгновенно значение полной трехфазной мощности будет равно:

В данном типе соединения присутствуют два вида напряжения – фазное и линейное. Фазное – это напряжение между фазой и нулевой точкой N:

Фазное напряжение в цепи

Линейное – между фазами:

Линейное напряжение

Схема соединения в треугольник

Схема соединения обмоток в треугольник

Как видим при таком виде соединения, фазное и линейное напряжение равны, из чего следует, что мощность для соединения в треугольник равна:
И соответственно:

Измерение мощности

Измерение активной мощности в сетях производится с помощью ваттметра

Цифровой ваттметр
Аналоговый ваттметр

В зависимости от схемы соединения нагрузки и его характера (симметричная или несимметричная) схемы подключения приборов могут разниться. Рассмотрим случай с симметричной нагрузкой:

Схема включения ваттметра при симметричной нагрузке

Здесь измерение проводится всего лишь в одной фазе и далее согласно формуле умножается на три. Этот способ позволяет сэкономить на приборах и уменьшить габариты измерительной установки. Применяется, когда не нужна большая точность измерения в каждой фазе.

Измерение при несимметричной нагрузке:

Схема включения ваттметра при несимметричной нагрузке

Этот способ более точный, так как позволяет измерить мощность каждой фазы, но это требует трех приборов, больших габаритных размеров установки и обработки показаний с трех приборов.

Измерении в цепи без нулевого проводника:

Схема включения ваттметра при отсутствии нулевого провода

Эта схема требует двух приборов. Этот способ основывается на первом законе Кирхгофа

IA+IB+IC=0. Из этого следует, что сумма показаний двух ваттметров равна трехфазной мощности этой цепи. Ниже показана векторная диаграмма для данного случая:

Векторная диаграмма включения двух ваттметров при различных видах нагрузки

Мы можем сделать вывод, что показания приборов зависят не только от величины, но еще и от характера нагрузки.
Из диаграммы следует, что мы можем определить показание приборов аналитически:

Проанализировав полученный результат можем сделать вывод что, при преобладании активной нагрузки (φ=0) результаты измерения ваттметров тождественны (W1=W2). При активной и индуктивной (R-L) показания W1 меньше чем W2 (W1600 показания W1 вообще отрицательные (W1W2, а при φ

Источник: https://elenergi.ru/moshhnost-trexfaznoj-seti.html

Расчет мощности трехфазной сети

Расчет мощности трехфазной сети

Трёхфазнаянагрузка называется равномерной, когда по всем фазным проводникам протекает одинаковый ток. При этом сила тока в нулевом проводнике равна нулю. Примером равномерной (симметричной) нагрузки являютсятрёхфазныеэлектродвигатели. В этом случае мощность потребителя рассчитывается по формуле

P = 3*Uф*I* cos(φ) = 1,73Uл*I* cos(φ) (1)

Когда по фазным проводникам протекают различные по величине токи, нагрузка называется неравномерной или несимметричной. В случае несимметричной нагрузки по нулевому (нейтральному) проводу протекает ток. В данном случае мощность определяется по формуле:

Pобщ = Ua*Ia* cos(φ1) + Ub*Ib* cos(φ2) + Uc*Ic* cos(φ3) (2)
Пример 1
Какой ток протекает в цепи трехфазного электродвигателя мощностью 1,45 КВт и cos(φ)=0,76? Напряжение сети Uф/Uлин = 220/380 В
Решение: 3-х фазные электродвигатели являются симметричной нагрузкой. Используя формулу (1), после преобразований, получаем:
I = P/3*Uф* cos(φ) = 1450/3*220*0,76 = 2,9 А
Пример 2
Какую мощность потребляет коттедж с трёхфазным вводом, если по фазным проводам протекают токи величиной 4,2; 5,1 и 12 А? Принять cos(φ) = 1
Решение: Используя формулу (2), имеем:
Робщ = (4,2 + 5,1+12)*220 = 21,3*220 = 4,7 КВт
Расчет величины переменного электрического тока при однофазной нагрузке.
Предположим, что нас обычный дом или квартира в которой имеется электрическая сеть переменного тока напряжением 220 вольт.
В доме имеются электроприборы:

Для освещения дома установлены 5 электролампочек по 100 ватт каждая и 8 электролампочек мощностью 60 ватт каждая. 2. Электродуховка, мощностью 2 киловатта или 2000 ватт. 3. Телевизор, мощностью 0,1 киловатт или 100 ватт. 4.

Холодильник, мощностью 0,3 киловатта или 300 ватт. 5. Стиральная машина мощностью 0,6 киловатт или 600 ватт.

Нас интересует, какой ток будет протекать на вводе в наш дом или квартиру при одновременной работе всех вышеперечисленных электроприборов и не повредится ли наш электросчетчик, рассчитанный на ток 20 ампер?

Расчет: 1, Определяем суммарную мощность всех приборов: 500 + 480 + 2000 + 100 + 300 + 600 = 3980 ватт 2. Ток, протекающий в проводе при такой мощности определяется по формуле:

где: I — ток в амперах (А) Р — мощность в ваттах (Вт) U — напряжение в вольтах (В) cos φ — коэффициент мощности (для бытовых электросетей можно принять 0,95) Подставим числа в формулу: І = 3980 /220 * 0,95 = 19,04 А Вывод: Счетчик выдержит, так как ток в цепи меньше 20 А. Для удобства пользователей ниже приведена форма расчета тока.

Вам следует ввести в соответствующие поля формы суммарное значения мощности в ваттах всех ваших электроприборов, напряжение в вольтах, обычно 220 и коэффициента мощности, 0,95 для бытовой нагрузки, нажать кнопку «Вычислить» и в поле «Ток» появится величина тока в амперах.

Если у вас нагрузка в киловаттах, следует перевести ее в ватты, для чего умножить на 1000. Для очистки введенного значения мощности следует нажать кнопку «Очистить».

Очистку введенных по умолчанию значений напряжения и косинуса следует произвести клавишей delete переместив курсор в соответствующую ячейку (при необходимости).

Форма расчета для определения тока при однофазной нагрузке.

Расчет величины переменного электрического тока при трехфазной нагрузке.

Теперь предположим, что нас обычный дом или квартира в которой имеется электрическая сеть переменного тока напряжением 380/220 вольт. Почему указываются два напряжения — 380 В и 220 В? Дело в том, что при подключении к трехфазной сети в ваш дом заходят 4 провода — 3 фазы и нейтраль (по старому — ноль).

Так вот, напряжение между фазными проводами или иначе — линейное напряжение будет 380 В, а между любой из фаз и нейтралью или иначе фазное напряжение будет 220 В. Каждая из трех фаз имеет свое обозначение латинскими литерами А, В, С. Нейтраль обозначается латинской N.

Таким образом, между фазами А и В, А и С, В и С — будет напряжение 380 В. Между А и N, В и N, С и N будет 220 В и к этим проводам можно подключать электроприборы напряжением 220 В, а значит в доме может быть как трехфазная, так и однофазная нагрузка.

Вообще-то трехфазные нагрузки принято считать в киловаттах, поэтому, если они записаны в ваттах, их следует разделить на 1000. Нас интересует, какой ток будет протекать на вводе в наш дом или квартиру при одновременной работе всех вышеперечисленных электроприборов и не повредится ли наш электросчетчик, рассчитанный на ток 20 ампер?

Расчет: Определяем суммарную мощность всех приборов: 3 кВт + 15 кВт = 18 кВт 2. Ток, протекающий в фазном проводе при такой мощности определяется по формуле:
где: I — ток в амперах (А) Р — мощность в киловаттах (кВт) U — линейное напряжение, В cos φ — коэффициент мощности (для бытовых электросетей можно принять 0,95) Подставим числа в формулу: = 28,79 А
Определить
Линейные и фазные токи
Пример расчета:.
К источнику трехфазной сети с линейным напряжением Uл=380В и частотой f=50 Гц подключена равномерная нагрузка, соединенная по схеме «звезда», с полным сопротивлением в фазе Z=90 Ом и индуктивностью L= 180 мГн, Определить активную, реактивную и полную мощности, коэффициент мощности,
Решение.
1 Фазное напряжение:
U ф = U л / √ 3=380 / √ 3 = 220 В.
Фазный ток
Линейный ток
4 Реактивное сопротивление в фазе:
5 Активное сопротивление в фазе:
6 Коэффициент мощности катушки:
sinφ=XL/z= 56,5/90=0,628
7 Мощности, потребляемые нагрузкой:
а) активная:
Или
б) реактивная:
в) Полная:
Расчет мощности трехфазной сети

P = 3*Uф*I* cos(φ) = 1,73Uл*I* cos(φ) (1)

Pобщ = Ua*Ia* cos(φ1) + Ub*Ib* cos(φ2) + Uc*Ic* cos(φ3) (2)
Пример 1
Какой ток протекает в цепи трехфазного электродвигателя мощностью 1,45 КВт и cos(φ)=0,76? Напряжение сети Uф/Uлин = 220/380 В
Решение: 3-х фазные электродвигатели являются симметричной нагрузкой. Используя формулу (1), после преобразований, получаем:
I = P/3*Uф* cos(φ) = 1450/3*220*0,76 = 2,9 А
Пример 2
Какую мощность потребляет коттедж с трёхфазным вводом, если по фазным проводам протекают токи величиной 4,2; 5,1 и 12 А? Принять cos(φ) = 1
Решение: Используя формулу (2), имеем:
Робщ = (4,2 + 5,1+12)*220 = 21,3*220 = 4,7 КВт

Источник: https://cyberpedia.su/16x51de.html

Расчет мощности 3 фазной сети. Трехфазная сеть: расчет мощности, схема подключения

Равномерное значение трехфазной нагрузки представляет собой протекание по каждому фазному проводнику одинакового тока. При этом, значение силы тока в нулевом проводнике будет равным нулю. Наиболее ярко, равномерная нагрузка фаз проявляется в трехфазных электрических двигателях. Для них расчет мощности фазного тока производится по формуле P = 3*Uф*I* cos(φ) = 1,73Uл*I* cos(φ)
.

В случае протекания по фазам токов, различных по величине, то данная нагрузка будет неравномерная или несимметричная. В такой ситуации, по нулевому проводу будет происходить протекание электрического тока. При неравномерной нагрузке, определение мощности будет производиться по формуле Pобщ = Ua*Ia* cos(φ1) + Ub*Ib* cos(φ2) + Uc*Ic* cos(φ3).

Измерение мощности ваттметром

Измерение мощности электрического тока производится при помощи специальных измерительных приборов, в роли которых выступают ваттметры.

При условии симметричной нагрузки, мощность, поступающая от трехфазной системы, легко определяется с использованием одного однофазного ваттметра. В четырехпроводную систему, имеющую нулевой провод, включение токовой обмотки ваттметра производится последовательным способом с одним из проводов фаз.

Для подключения обмотки напряжения используется фазный и нулевой провод. Такое включение дает возможность определить с помощью ваттметра мощность одной из фаз (Рф).

Поскольку равномерная нагрузка предполагает одинаковую мощность всех трех фаз, то общая мощность трехфазной системы будет равна: Р = 3Рф
.

В системе, состоящей из трех проводов, включение обмотки ваттметра осуществляется к сети, а через токовую обмотку проходит линейный ток. Таким образом, показатель мощности трехфазной системы враз превышает данные ваттметра Pω, т. е. Р=
Рω
.

Расчет мощности фаз при несимметричной нагрузке

В случае несимметричной нагрузки, расчет мощности фазного тока и ее практическое определение производится с помощью нескольких ваттметров.

В такой ситуации, для определения мощности системы из четырех проводов, используются сразу три ваттметра. Обмотка напряжения каждого из них, включается между нулевым проводом и соответствующим проводом фазы. Таким образом, общая мощность системы из трех фаз будет равна суммарной мощности каждой из них.

Для трехпроводной системы применяется два ваттметра. Здесь соединяются обмотки напряжений в каждом ваттметре, входные зажимы обмотки тока и свободный линейный провод. Общая мощность будет состоять из показаний двух ваттметров.

Не всякому обывателю понятно, что такое электрические цепи. В квартирах они на 99 % однофазные, где ток поступает к потребителю по одному проводу, а возвращается по другому (нулевому).

Трехфазная сеть представляет собой систему передачи электрического тока, который течет по трем проводам с возвратом по одному. Здесь обратный провод не перегружен благодаря сдвигу тока по фазе.

Электроэнергия вырабатывается генератором, приводимым во вращение внешним приводом.

Увеличение нагрузки в цепи приводит к росту силы тока, проходящего по обмоткам генератора. В результате магнитное поле в большей степени сопротивляется вращению вала привода.

Количество оборотов начинает снижаться, и регулятор скорости вращения подает команду на увеличение мощности привода, например путем подачи большего количества топлива к двигателю внутреннего сгорания.

Число оборотов восстанавливается, и генерируется больше электроэнергии.

Трехфазная система представляет собой 3 цепи с ЭДС одинаковой частоты и сдвигом по фазе 120°.

Особенности подключения питания к частному дому

возможностями поставщика;
количеством потребителей;
состоянием линии и оборудования.

Сейчас воздушное подключение удобно делать с помощью Минимальное сечение алюминиевой жилы составляет 16 мм 2 , чего с большим запасом хватит для частного дома.

Воздушное подключение трехфазного питания дома

При расстоянии от ближайшей опоры более 15 м необходима установка еще одного столба. Это необходимо для снижения нагрузок, приводящих к провисанию или обрыву проводов.

Высота места присоединения составляет 2,75 м и выше.

Электрораспределительный шкаф

Подключение к трехфазной сети производится по проекту, где внутри дома производится разделение потребителей на группы:

освещение;
розетки;
отдельные мощные приборы.

Одни нагрузки можно отключать для ремонта при работающих других.

Мощность потребителей рассчитывается для каждой группы, где выбирается провод необходимого сечения: 1,5 мм 2 — к освещению, 2,5 мм 2 — к розеткам и до 4 мм 2 — к мощным приборам.

Проводка защищается от короткого замыкания и перегрузки автоматическими выключателями.

Электрический счетчик

При любой схеме подключения необходим прибор учета расхода электроэнергии. 3-фазный счетчик может подключаться непосредственно к сети (прямое включение) или через трансформатор напряжения (полукосвенное), где показания прибора умножаются на коэффициент.

Важно соблюдать порядок подключения, где нечетные номера — это питание, а четные — нагрузка. Цвет проводов указывается в описании, а схема размещается на задней крышке прибора. Вход и соответствующий выход 3-фазного счетчика обозначаются одним цветом. Наиболее распространен порядок присоединения, когда сначала идут фазы, а последний провод — ноль.

3-фазный счетчик прямого включения для дома обычно рассчитан на мощность до 60 кВт.

Перед выбором многотарифной модели следует согласовать вопрос с энергоснабжающей компанией. Современные устройства с тарификаторами дают возможность подсчитывать плату за электроэнергию в зависимости от времени суток, регистрировать и записывать значения мощности во времени.

Температурные показатели приборов выбираются как можно шире. В среднем они составляют от -20 до +50 °С. Срок эксплуатации приборов достигает 40 лет с межповерочным интервалом 5-10 лет.

Счетчик подключается после вводного трех- или четырехполюсного автоматического выключателя.

Трехфазная нагрузка

К потребителям относятся электрокотлы, асинхронные электродвигатели и другие электроприборы. Преимуществом их использования является равномерное распределение нагрузки на каждой фазе.

Если трехфазная сеть содержит неравномерно подключенные однофазные мощные нагрузки, это может привести к перекосу фаз.

При этом электронные устройства начинают работать со сбоями, а лампы освещения тускло светятся.

Схема подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети

Работа трехфазных электродвигателей отличается высокой производительностью и эффективностью. Здесь не требуется наличие дополнительных пусковых устройств. Для нормальной эксплуатации важно правильно подключить устройство и выполнять все рекомендации.

Схема подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети создает вращающее магнитное поле тремя обмотками, соединенными звездой или треугольником.

У каждого способа есть свои достоинства и недостатки. Схема звезды позволяет плавно запускать двигатель, но его мощность снижается до 30 %. Эта потеря отсутствует в схеме треугольника, но при пуске токовая нагрузка значительно больше.

У двигателей есть коробка подключения, где находятся выводы обмоток. Если их три, то схема соединяется только звездой. При наличии шести выводов двигатель можно подключить любым способом.

Потребляемая мощность

Для хозяина дома важно знать, сколько потребляется энергии. Это легко подсчитать по всем электроприборам. Сложив все мощности и поделив результат на 1000, получим суммарное потребление, например 10 кВт. Для бытовых электроприборов достаточно одной фазы. Однако потребление тока значительно возрастает в частном доме, где есть мощная техника. На один прибор может приходиться 4-5 кВт.

Важно спланировать потребляемую мощность трехфазной сети на этапе ее проектирования, чтобы обеспечить симметрию по напряжениям и токам.

В дом заходит четырехжильный провод на три фазы и нейтраль. Напряжение электрической сети составляет Между фазами и нулевым проводом подключаются электроприборы на 220 В. Кроме того, может быть еще трехфазная нагрузка.

Расчет мощности трехфазной сети производится по частям. Сначала целесообразно рассчитать чисто трехфазные нагрузки, например электрический котел на 15 кВт и асинхронный электродвигатель на 3 кВт.

Суммарная мощность составит P = 15 + 3 = 18 кВт. В фазном проводе при этом протекает ток I = Px1000/(√3xUxcosϕ). Для бытовых электросетей cosϕ = 0,95.

Подставив в формулу числовые значения, получим величину тока I = 28,79 А.

Теперь следует определить однофазные нагрузки. Пусть для фаз они составят P A = 1,9 кВт, P B = 1,8 кВт, P C = 2,2 кВт. Смешанная нагрузка определяется суммированием и составляет 23,9 кВт. Максимальный ток будет I = 10,53 А (фаза С). Сложив его с током от трехфазной нагрузки, получим I C = 39,32 А. Токи на остальных фазах составят I B = 37,4 кВт, I A = 37,88 А.

В расчетах мощности трехфазной сети удобно пользоваться таблицами мощности с учетом типа подключения.

По ним удобно подбирать защитные автоматы и определять сечения проводки.

Заключение

При правильном проектировании и обслуживании трехфазная сеть идеально подходит для частного дома. Она позволяет равномерно распределить нагрузку по фазам и подключить дополнительные мощности электропотребителей, если позволяет сечение проводки.

Источник: https://electriclub.ru/calculation-of-the-power-of-the-3-phase-network-threephase-network-power-calculation-wiring-diagram.html

Как рассчитывается мощность переменного тока – формула расчета

Переменный электроток способен изменяться по направлению или своей величине внутри электрической цепи. Мощность переменного тока представляет собой произведение тока и напряжения.

Мощность в цепи переменного тока

Внутри схемы переменного электротока различается три вида мощностей: активного типа или Р, реактивного типа или Q, и полного типа или S. В первом случае стандартной единицей замеров является Ватт (Вт или W), при этом формула для вычисления активных мощностных параметров:
P = U × I × cos φ.
Для замеров мощности реактивного типа применяется специальный вольт-ампер с обозначением «Вар» или Var.
Данной величиной характеризуются нагрузки, которые формируются внутри конструкций электротехнического типа под воздействием колебаний электромагнитных полей в цепях переменного синусоидального тока.
Расчет осуществляется на базе среднеквадратичных показателей напряжения и токовых параметров, умноженных на угловую синусоиду фазного сдвига, согласно значениям:
Q = U × I × sin φ.

От характеристик коэффициента угла фазового сдвига или последнего показателя напрямую зависят расчеты положительной или отрицательной активной мощности.

В условиях значений на уровне 0/+90° синусовая величина будет положительной, а для показателей в пределах 0/-90° — только отрицательной. Замеры полной электромощности осуществляются исключительно в вольт-амперах (В·А или V·A).

Зависимость мощности от времени для переменного и постоянного тока

Величину, соответствующую произведению стандартного напряжения в зажимной области с показателями электротока периодического типа внутри цепи, целесообразно рассчитывать в соответствии с формулами:

S = U × I или S = √Р2 + Q2, где

значение Р представлено активной мощностью;
значение Q2 — показатель реактивной мощности.

Немаловажное значение отводится комплексной мощности, соответствующей импедансу. В любом случае необходимо учитывать, что положительная мощность соответствует P > 0, а отрицательные показатели — P < 0.

Крупными отечественными производителями электрической энергии генерируется переменный ток с так называемой промышленной частотой, равной 50 Гц, и показателями напряжения в пределах 10-20 кВ, а электрическое напряжение повышается на специальных трансформаторных подстанциях.

Формула мощности переменного тока

Несмотря на сложность измерения мощности, важно помнить, что такие данные не показательны, поэтому с практической точки зрения интерес представляет активная средняя мощность в определенном периоде.

В однофазной цепи

Для однофазной цепи используется формула определения полной мощности: S = U × I, где

S — показатели полных мощностных характеристик (Ва);
I — уровень действующей силы электротока с учетом обмотки генератора (А);
U — параметры расчетного действующего значения напряжения в генераторе (В).

Полные мощностные характеристики, учитываемые при стандартных самостоятельных расчетах, влияют на габариты генератора с переменными показателями электрического тока, что обусловлено поперечным сечением и числом витков обмоточных проводов, а также толщиной изоляционного материала. Для активного и реактивного сопротивления важна мощность, расходуемая при активном сопротивлении, и в реактивной части.

Однофазные электрические цепи переменного тока

Реактивные мощностные показатели обуславливаются энергетическими колебаниями в условиях формирования и потери электрических или магнитных полей. Запасаемая внутри поля такого сопротивления электроэнергия поступательно возвращается обратно на генератор, который подключается к стандартной электрической цепи.

Наличие реактивных токов между реактивным приемником и генератором, которые имеют индуктивное и емкостное сопротивление, способствует бесполезной загрузке линии и генератора, что сопровождается дополнительными энергетическими потерями.

В трехфазной цепи

Мощностные показатели переменного тока при равномерной трехфазной нагрузке определяются наличием равноценного тока, протекающего по проводникам фазы. В этом случае показатели силы тока в условиях использования нулевого проводника составляют «О». Формула для расчета мощности переменного тока в условиях трехфазной сети: Р = 3 × U φ × I × соs(φ).

Симметричная (равномерная) нагрузка фаз в трехпроводной цепи трехфазного тока

Протекание внутри фазных проводников различных по величине токов представляет собой несимметричную, или неравномерную нагрузку. При этом именно несимметричная нагрузка сопровождается протеканием тока по нулевым или нейтральным проводам, поэтому уровень мощностных показателей определяется в соответствии со стандартной и общеизвестной формулой:
Робщая = Uа × Iа × соs(φ1) + Ub × Ib × соs(φ2) + Uс × Iс × соs(φ3).

Средняя мощность в активной нагрузке

Мощностные параметры электросети или любой установки являются наиболее важными данными практически любого электрического прибора. Передача проходящих или потребляемых мощностных характеристик активного типа осуществляются в течение определенного периода времени.

Табличные значения средних мощностных характеристик основных бытовых приборов

Устройство	Показатели
Зарядное устройство	2,0 Вт/час
Люминесцентные лампы «ДРЛ»	50 Вт/час и более
Электрический чайник	1,5 кВт/час
Акустические системы	30 Вт/час
Стиральная машина	2,5 кВт/час
Мойка под высоким давлением	3,5 кВт/час
Инверторы полуавтоматического типа	3,5 кВт/час
Кухонный блендер	1,0-1,2 кВт/час
Микроволновая СВЧ-печь	1,8 кВт/час
Кухонные тостеры	1,2 кВт/час
Телевизор	0,2 кВт
Холодильник	0,4 кВт
Пылесос	1,0 кВт
Компьютер стационарный	0,55 кВт
Электрическая плита	2,5 кВт/час
Фен для сушки волос	1,0 кВт/час
Утюг	1,0 кВт/час
Электрическая духовка	1,2 кВт/час
Электрический обогреватель	1,4 кВт/час

Мощность при наличии сдвига фаз между током и напряжением

В условиях переменного электротока совпадения в токовом направлении и напряжении отмечаются только при отсутствии катушечной индукции и конденсаторов.

В этом случае векторное направление тока и напряжения идентичны.

Присутствие в схеме катушек и конденсатора сопровождается совпадением токовых фаз и показателей напряжения, но векторное вращение происходит на одинаковой скорости и при неизменных параметрах угла.

Фазовое смещение или сдвиг совпадает с углом, который наблюдается между векторными радиусами токовых показателей и параметров напряжения, а отставание в этих критериях провоцирует несовпадение.

Сдвиг фаз переменного тока и напряжения

При этом мощностные характеристики являются отрицательными за счет произведения положительной и отрицательной величин. В подобных условиях электрическая цепь внешнего типа становится стандартным источником электроэнергии. Незначительный объем энергии, поступающей в цепь на положительных показателях мощности, осуществляет возврат только при наличии отрицательных значений.

Продолжительность частей периода напрямую зависит от уровня фазового сдвига, при этом показатели смещения определяются длительностью отрицательных мощностей, или так называемыми средними мощностными характеристиками электрического тока.

Баланс мощностей

Самостоятельное нахождение некоторых электротехнических неизвестных, как правило, требует обязательной проверки правильности полученных значений с учетом баланса мощностей.

В соответствии с общепринятыми характеристиками, баланс в электрической цепи базируется на законе сохранения энергии, поэтому суммарные потребляемые и отдаваемые мощности должны быть равными.

При расчетах учитываются показатели эквивалентного сопротивления и знакомый большинству из курса физики закон Ома.

Допускаются небольшие расхождения в значениях, что обуславливается стандартными округлениями, осуществляемыми в процессе выполнения самостоятельных расчетов. Таким образом, вне зависимости от уровня сложности создаваемой цепи баланс обязательно должен сходиться, что является гарантией сохранения работоспособности и полной безопасности эксплуатации.

Источник: https://proprovoda.ru/elektrooborudovanie/moshhnost-peremennogo-toka.html

Формула расчета мощности в 3 х фазной сети

Расчет сделан не просто так, а с целью обеспечить максимально эффективную передачу электричества от электростанции к вам, а также преследуется цель наибольшего снижения потерь электричества в транспортировочном процессе, ведь на ток оказывает сопротивление проводник, по которому этот самый ток течет.

Если вам интересно, какая сеть у вас в доме или квартире, то определить это достаточно просто.

Если вы откроете электрический щиток и посмотрите, сколько проводов используется для вашей квартиры, то если вы увидите 2 или 3 провода, это однофазная сеть, 1 и 2 провод — это фаза и ноль, 3 провод, если он присутствует — это заземление. В трехфазной же сети проводов будет или 4, или 5. Три фазы А, В,С, ноль и если присутствует — заземляющий проводник.

Так же определяется и количество фаз по так называемому пакетнику, вводному автоматическому выключателю. Для однофазной сети выделяется 2 или 1 сдвоенный кабель, а в трехфазной будет 1 строенный кабель и одинарный. Но не следует забывать о напряжении, с которым нужно быть очень осторожным.

Для того чтобы произвести расчет по току, и расчет по напряжению чтобы узнать мощность несложно, как правило, в трехфазных сетях нуждаются большие энергопотребители. С помощью формулы, приведенной в статье, произвести расчет мощности, используя значения тока и напряжения, вы сможете с легкостью.

Узнаем потребляемую мощность электричества

Итак, перейдем к существу, нам нужно узнать мощность электричества по току и напряжению. Прежде всего нужно знать, сколько потреблять энергии вы будете. Это легко узнать, сопоставив все энергопотребители в вашем доме.

Давайте выберем самую распространенную технику, без которой не обойтись современному человеку. Кстати, узнать сколько потребляет тот или иной прибор, можно в паспортных данных вашего электроприбора, или на бирке, которая может быть на корпусе.

Начнем с самого высокого потребления напряжения:

Стиральная машина — 2700 Ватт
Водонагреватель (бойлер) — 2000 Ватт
Утюг — 1875 Ватт
Кофеварка — 1200 Ватт
Пылесос — 1000 Ватт
Микроволновая печь — 800 Ватт
Компьютер — 500 Ватт
Освещение — 500 Ватт
Холодильник — 300 Ватт
Телевизор — 100 Ватт

По формуле нам нужно все добавить и поделить на 1000, для перевода из ватт в киловатты.

Суммарно у нас получилось 10975 Ватт, переведем в киловатты, поделив на 1000.

Итого у нас потребление 10.9 кВт.

Для обычного обывателя вполне достаточно и одной фазы. Особенно если вы не собираетесь включать все одновременно, что, конечно же, маловероятно.

Но нужно помнить что потребление тока может быть значительно выше, особенно если вы живете в частном доме и/или у вас есть гараж, тогда потребление одного прибора может составлять 4-5 кВт. Тогда вам будет предпочтительнее трехфазная сеть, как более мощная и позволяющая подключать значительно более мощных потребителей тока.

Трехфазная сеть

Давайте более подробно рассмотрим именно трехфазную сеть, как более предпочтительную для нас. Для начала приведем сравнительную характеристику однофазной и трехфазной сети. Выделим некоторые плюсы и минусы.

Когда используется трехфазная сеть есть вероятность что нагрузка распределиться неравномерно на каждую фазу.

Если, к примеру, от первой фазы будет запитан электрический котел и мощный нагреватель, а от второй — телевизор и холодильник, то будет иметь место такое явления, как «перекос фаз» — несимметрия напряжений и токов, что может быть следствием выхода из строя некоторых потребителей тока. Для избежания подобной ситуации следует тщательнее планировать распределение нагрузки еще на начальном этапе проектирования сети.

Также трехфазной сети потребуется большее число проводов, кабелей и автоматических выключателей, пропускающих ток, так как мощность будет значительно выше, соответственно монтаж такой сети будет дороже.

Однофазная сеть по возможной потенциальной мощности уступает трехфазной. Так что если вы предполагаете использовать много мощных потребителей тока, то второй вариант будет соответственно лучше.

Для примера, если в дом заходит двужильный (трехжильный если он с заземлением), с линии электропередач, кабель сечением 16 мм2, тогда общая мощность всех электропотребителей в доме не должна превышать 14кВт, как в примере, наведенном выше.

Но если же вы будете использовать то же сечение провода для трехфазной сети, но соответственно кабель будет 4-5 жильным, то уже тогда максимальная суммарная мощность будет равняться уже 42 кВт.

Рассчитываем мощность трехфазной сети

Для расчета примем некий производственный цех, в котором установлены тридцать электродвигателей. В цех заходит четырехпроводная линия, помним что это 3 фазы: A, B, C, и нейтраль(ноль). Номинальное напряжение 380/220 вольт. Суммарная мощность всех двигателей составляет Ру1 — 48кВт, еще у нас есть осветительные лампы в мастерской, суммарная мощность которых составляет Ру2- 2кВт.

Ру — установленная суммарная мощность группы потребителей, по величине равная сумме их заявленных мощностей, измеряется в кВт.
Кс — коэффициент спроса при режиме наивысшей нагрузки. Коэффициент спроса учитывает самое большое возможное число включений приемников группы. Для электродвигателей коэффициент спроса должен брать в расчет величину их загрузки.

Коэффициент спроса для осветительной (освещения) нагрузки, то есть освещения, Кс2-0,9, и для силовой нагрузки, то есть электродвигателей Кс1=0,35. Усредненный коэффициент мощности для всех потребителей cos( φ ) = 0,75. Необходимо найти расчетный ток линии.

Расчет

Подсчитаем расчетную силовую нагрузку P1 = 0,35*48 = 16,8 кВт

и расчетную осветительную нагрузку Р2 = 0,9 *2 = 1.8 кВт.

Полная расчетная нагрузка P = 16,8+1,8=18,6 кВт;
Расчетный ток считаем с помощью формулы:
где
Р — расчетная мощность потребителя (электродвигатели и освещение), кВт;
Uн — напряжение номинальное на клеммах приемника, которое равняется междуфазному (линейному, когда подключается фаза и фаза, тоесть 380 В) то есть напряжению в сети, от которой он запитан, В;
cos ( φ ) — коэффициент мощности приемника.

Таким образом, мы произвели расчет мощности по току, который позволит вам разобраться с трехфазными сетями. Но перейдя непосредственно к монтажу системы не забывайте технику безопасности, ведь ток и напряжение опасное для вашей жизни явление.

Источник: https://stroyka.ahuman.ru/formula-rascheta-moshhnosti-v-3-h-faznoj-seti/

Расчёт мощности трёхфазной сети

Привет читатели моего сайта. Сегодня мы с вами на реальном примере рассмотрим формулу, с помощью которой, можно рассчитать мощность (нагрузку) трёхфазной сети.

Но для начала нужно определиться какая у вас мощность, так как она бывает двух видов:
1. равномерная (симметричная)
2. неравномерная (несимметричной)

Пример равномерной нагрузки – это когда у вас работает электродвигатель. То есть ток по всем фазам протекает одинаковый. Не большими разбежностями, тут можно пренебречь. А в нулевом проводе ток равняется нулю. В таком случае формула имеет вот такой вид:

P = √3*Uф*I* cos (φ) = 1,73Uл*I* cos (φ)
Где Uф – это фазное напряжение
Uл – это линейное напряжение

I – ток, который протекает в проводнике. Его можно измерять токоизмерительными клещами.

cos (φ) – коэффициент мощности. Обычно берут 0.76

Неравномерная нагрузка – это когда ток во всех фазах разный. К примеру, от трёхфазной сети питается освещение какого-то помещения. Один ряд светильников включили, и там горят все светильники. Во втором ряду не горит 7 светильник, а в третьем 12. В таком случае нужно взять клещи, и измерить ток во всех фазах. А формула будет выглядеть вот так:

Pобщ = Ua*Ia* cos (φ1) + Ub*Ib* cos (φ2) + Uc*Ic* cos (φ3)

Давайте решим задачу.

Нужно найти мощность, которую потребляет загородный домик с трёхфазной сетью. Ток по фазам – A — 5.4, B – 7, C – 3 Ампер. cos (φ3) – для упрощения возьмём 1.

Решение.
Если cos (φ3) у нас равняется 1, то это число можно сократить, а все токовые показатели сложить и умножить на напряжение 220 В.
Робщ = (5,4 + 7+3)*220 = 15,4*220 = 3388 Вт ≈ 3,4 кВт

На этом у меня все. В статье я привел реальный пример, как можно рассчитать мощность трёхфазной сети. Конечно, если углубится в эту тему, то можно ещё найти активную и реактивную мощность. Но об этом я напишу в следующих статьях, так что подписывайтесь на обновления. Если статья была вам полезна, то поделитесь нею со своими друзьями в социальных сетях. Пока.

Кстати, советую вам посмотреть статью Расчет тока электродвигателя.

С уважением Александр!

Источник: https://fazanet.ru/raschyot-moshhnosti-tryoxfaznoj-seti.html

Расчет тока по мощности трехфазной сети

Наибольшее распространение в нашей стране получили однофазные и трёхфазные электрические сети. Сетевые компании стремятся к развитию именно трёхфазных распредок, т.к. из них всегда можно сделать однофазные, для питания частных квартир и домов. Однако последнее время и частники стремятся к получению трёхфазного электропитания своих жилых помещений.

Трёхфазная электрическая сеть

Как узнать свою схему

Распределительная сеть, приходящая в квартиры и дома потребителей, сегодня делится приблизительно поровну на: однофазную и трёхфазную.

Что касается промышленности, там всегда применяется «трёхфазка». На улицах городов и сёл можно увидеть только сети в трёхфазном исполнении, хотя её могут разделить на однофазную.

Обычно это происходит для потребителей с разрешённой мощностью менее 10 000 Вт.

Данное распределение сделано для снижения потерь электрической энергии, чтобы обеспечить наибольшее КПД при передаче мощности от генерирующей станции до конечного потребителя. Потери в трехфазной сети при этом меньше.

Дополнительная информация. Потери электроэнергии – это недоотпуск конечному потребителю электроэнергии, по сравнению с произведённой. Обусловлены ненулевым сопротивлением кабелей, проводов и оборудования. Поэтому протекающему току оказывается сопротивление, что приводит к потерям распределительной сети.

Для определения своего типа подключения не нужно быть электриком. Для начала нужно открыть электрический щит, расположенный либо внутри квартиры/дома, либо на лестничной площадке/ближайшей к дому опоре.

Необходимо обратить внимания на подходящий кабель. Наличие от одного до трёх проводов указывает на однофазную сеть, 4-5 проводов – на «трёхфазку».

Только не следует прикладывать пальцы к проводам для их подсчёта.

Пример «трёхфазки»

По современным правилам присоединения электроустановок практически все частные жилые дома подключаются по трём фазам с нагрузкой 15 кВт. Также три фазы подводят к большим многоквартирным домам.

Трёхфазное или однофазное подключение

Для начала необходимо разобраться, что предпочтительнее для потребителя. Для этого рассмотрим плюсы и минусы каждого вида подключения.

При использовании «трёхфазки» зачастую неопытные потребители неравномерно распределяют нагрузки по фазам. Например, если в доме на фазе А (так называемая фазная нагрузка) будут «посажены» бойлер и котёл, а на фазе С – люстра и игровая приставка с телевизором, то перекос фаз в такой схеме обеспечен.

Чем это грозит? «Всего лишь» выходом из строя дорогостоящих бытовых приборов. Это происходит из-за отсутствия симметрии токов и напряжения в конкретной бытовой цепи. Чтобы этого не происходило, необходимо при распределении нагрузок привлечь опытного специалиста, а не надеяться на собственную смекалку.

Не стоит забывать о большем количестве материала, необходимого для организации схемы с подключением по трём фазам. Провода и автоматы потребуются в существенно большем количестве, что неизбежно отразится на кошельке организатора.

Однофазка при использовании проводов одинакового сечения будет существенно уступать по возможности передачи нагрузки трёхфазке. Поэтому, если планируется большое количество потребителей электрической энергии, вторая предпочтительнее.

Пример однофазки

Например, к потребителю подходит провод с поперечным сечением 16 мм². В этом случае, чтобы избежать его нагрева, общая нагрузка не должна превышать 14 000 Вт.

При использовании трёх фаз того же поперечного сечения нагрузка серьёзно увеличится – до 42 000 Вт, что даёт возможность подключения большего количества бытовых потребителей.

Однако не стоит забывать, что в этом случае и расход электроэнергии возрастёт пропорционально, а стоимость кВт/ч на сегодняшний день недешёвая.

Пример расчёта мощностных показателей

Теперь для примера расчёта мощности трехфазных сетей рассмотрим абстрактный производственный цех, где есть двадцать электрических двигателей.

В главный распределительный щит данного помещения подведена четырёхпроводная кабельная линия (трёхфазка не обходится только тремя фазами: А, В, С, в ней обязательно присутствует ноль N). Напряжение здесь будет 380/220 В.

Примем, что общая нагрузка установленных двигателей равна 40 кВт (Ру1=40 кВт). Кроме того, присутствует освещение с общей нагрузкой осветительных приборов в 3 кВт (Ру2=3 кВт).

Ру – общепринятое обозначение установленной мощности всех потребителей, состоящая из мощностных показателей каждого электроприбора в отдельности. Единица измерения – кВт.

Здесь необходимо поговорить о важном параметре при расчёте мощности – коэффициенте спроса (Кс).

Важно! Коэффициент спроса – это отношение максимума нагрузки за 30 минут к их общей паспортной (установленной) мощности. По сути, показывает, какое количество приборов находится в работе в каждый период времени. Часто его обозначают как cosφ.

В рассматриваемом нами примере коэффициент спроса показывает объём загрузки электродвигателей в каждый момент времени. Для осветительной сети промышленного помещения его обычно принимают равным 0,9. Для действующих электродвигателей Кс=0,35. Усреднённый cosφ принимается равным 0,75.

Теперь произведём вычисления. Для начала нужно просчитать отдельно силовую и световую составляющие общей нагрузки:
Р1=0,35*40=14 кВт; Р2=0,9*3=2,7 кВт.
Формула полной нагрузки в этом случае будет следующей:
Р=Р1+Р2=14+2,7=16,7 кВт.
Рассчитать мощность трехфазного тока в нашем случае можно, используя уравнение:
I=1000*P/1,73*Uн* cosφ, где:

Р – расчетная мощность двигателей и освещения, кВт;
Uн – напряжение на приёмнике, в частности междуфазное, равное напряжению в сети. В данном случае равно 380 В;
Cosφ – коэффициент спроса.

Итак, сила тока и мощность трехфазной сети могут быть определены на основе приведённого выше примера. Расчет тока по мощности не менее важен, чем расчет мощностных показателей сети.

Видео

Источник: https://ikeacover.ru/raznoe/raschet-toka-po-moshhnosti-trexfaznoj-seti.html

Источник