Расчет активной мощности в трехфазной сети

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

Расчет мощности трехфазной системы

Электричество подается во все здания через трехфазную систему. Она может подаваться непосредственно в дом, но в жилых домах она подается в сетевой распределитель. Оттуда однофазные линии разводятся по квартирам. Во всех случаях необходимо рассчитать мощность трехфазной сети, чтобы заранее определить, сможет ли она выдержать предполагаемые токовые нагрузки. Для того чтобы сделать правильные расчеты, необходимо знать эти сети. Все необходимые расчеты выполняются вручную с использованием формул или онлайн-калькулятора.

Трехфазные сети наиболее эффективно транспортируют ток через промежуточные звенья до потребителя. Потери энергии в процессе доставки минимальны.

Наличие трехфазной сети в квартире или частном доме установить очень просто. Достаточно заглянуть в распределительный щит и посчитать количество проводов. Если проводов 2 или 3, то сеть однофазная. Два провода – это фаза и нулевой провод. Если есть соединение с землей, то может быть третий провод. В трехфазных сетях имеется еще два провода, поскольку есть две дополнительные фазы. Если заземления нет, то их всего четыре, а если есть контур заземления, то пять.

Такую же проблему можно решить с помощью главного выключателя. Он также имеет определенное количество проводов, которые подключаются к соответствующим клеммам.

В случае трехфазной сети, скорее всего, нагрузка распределена между фазами неравномерно. Если к одной из фаз подключено только мощное оборудование, а к другим – обычные бытовые приборы, может возникнуть ситуация, известная как перекос фаз. В результате асимметрии тока и напряжения отдельные потребители могут выйти из строя. Чтобы избежать негативных последствий, на этапе проектирования необходимо равномерно спланировать нагрузку и произвести расчет трехфазной мощности.

Расчет нагрузки

Первое, что необходимо сделать, это заранее рассчитать потребление энергии. Для этого сложите мощность всех потребителей в доме. Сюда входит мощное оборудование, обычные бытовые приборы и осветительные приборы. Для некоторых домовладельцев этот список может быть расширен за счет подогрева полов.

Всю необходимую информацию можно найти в техническом паспорте, прилагаемом к каждому прибору. Некоторые приборы имеют соответствующую маркировку. Приборы с наибольшей мощностью перечислены первыми, за ними следуют другие приборы по мере уменьшения мощности.

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, компьютерную и офисную технику мощностью 600 Вт, осветительные приборы (с экономичными лампами) мощностью 400 Вт, холодильник мощностью 300 Вт и телевизор мощностью 100 Вт. В итоге получается 9200 Вт, которые необходимо перевести в киловатты. Для этого 9200 Вт делим на 1000 и получаем 9,2 кВт – это и есть расчетное потребление электроэнергии.

С таким количеством мощности может справиться однофазная сеть, но в частных домах устанавливаются приборы с большей мощностью, для которых лучше использовать сеть 380v. В этом случае гарантируется бесперебойная работа котлов отопления и водоснабжения, насосов, электродвигателей и других приборов.

Формулы для расчета мощности

Мощность – Физическая величина, равная отношению количества работы к времени, необходимому для ее выполнения.
Мощность электрического тока (P) – это величина, которая описывает скорость преобразования электрической энергии в другие формы энергии. Международной единицей измерения является ватт (Вт/Вт).

– Мощность тока и напряжения (постоянный ток): P = I × U
– Мощность тока и напряжения (однофазный переменный ток) P = I × U × cos φ
– Мощность тока и напряжения (трехфазный переменный ток): P = I × U × cos φ × √3
– Мощность с током и сопротивлением: P = I 2 × R
– Мощность по напряжению и сопротивлению: P = U 2 / R

• I – сила тока, А;
• U – напряжение, В;
• R – сопротивление, Ом;
• cos φ – коэффициент мощности.

Расчет косинуса фи (cos φ)

φ – это угол сдвига фаз между током и напряжением, причем последнее совпадает с током, а первое – отрицательно.

cos φ – это безразмерная величина, которая равна отношению активной мощности к полной мощности и показывает, насколько эффективно используется энергия.

Формула для расчета косинуса фи: cos φ = S / P

• S – полная мощность, ВА (вольт-ампер);
• P – активная мощность, Вт.

Активная мощность (P) – это реальная, полезная, фактическая мощность, это нагрузка, которая поглощает всю энергию и преобразует ее в полезную работу, например, свет от лампочки. Фазовый сдвиг отсутствует.

Формула для расчета активной мощности: P (Вт) = I × U × cos φ.

Реактивная мощность (Q) – Неваттная (бесполезная) мощность, которая характеризуется тем, что она не участвует в действии, а передается обратно источнику. Наличие реактивной составляющей считается вредным свойством цепи, поскольку основная цель существующих источников электроэнергии – снижение затрат, а не перекачка ее туда-сюда. Этот эффект вызывается индукторами и конденсаторами.

Формула для расчета реактивной мощности: P (VAR) = I × U × sin φ.

Полная мощность электроприбора (S) – это сумма активной и реактивной составляющих мощности.

Формула для расчета полной мощности: S (ВА) = I × U или S = √ ( P 2 + Q 2 )

Формула для расчета мощности трехфазной системы

Субботний вечер. Я занимаюсь стиркой и включил стиральную машину. По пути туда я решил пропылесосить и включил чайник, чтобы выпить чашку чая. И тут свет погас, оставив квартиру в полной темноте. Знакомая ситуация? Чтобы избежать этого, нужно знать, как рассчитать нагрузку на сеть, зная мощность электроэнергии.

Особенности трехфазной системы

Существует два типа систем, используемых для обеспечения электричеством домов и квартир:

• однофазная;
• Трехфазная.

Сеть от электростанции выходит с 3 фазами, поступает в дома в таком же виде, а затем разделяется на отдельные фазы.

Такой способ передачи электроэнергии считается экономичным, так как снижает потери при транспортировке.

Как проверить вашу электрическую цепь

Количество фаз в доме или квартире можно легко проверить, открыв распределительный щит и пересчитав провода, по которым электричество поступает в квартиру.

В однофазной системе количество проводов равно 2: фаза, нулевой провод.

Иногда встречается 3-проводное заземление. В трехфазной системе Трехфазная система имеет 4 провода: 3 фазы, ноль. Также может быть добавлен провод заземления.

2 излюбленных метода подключения трехфазной системы:

Расчет

Чтобы узнать значение активной мощности, необходимо знать полную мощность, а для ее расчета используется следующая формула:

S = U \ I, где U – напряжение сети, а I – ток сети.

Аналогичный расчет производится при вычислении уровня передачи энергии катушки при симметричном подключении. Схема выглядит следующим образом:

При расчете активной мощности учитывается фазовый угол или коэффициент (cos φ), а затем:

Очень важным фактором является то, что эта электрическая величина может быть положительной или отрицательной. Это зависит от характеристик cos φ. Если синусоидальный ток имеет фазовый угол от 0 до 90 градусов, то активная мощность положительна, если от 0 до -90, то отрицательна. Этот принцип применим только к синхронному (синусоидальному) току (используется для питания асинхронных двигателей, станков).

Одной из его особенностей также является то, что в трехфазной цепи (например, трансформатор или генератор) активная величина полностью генерируется на выходе.

Максимальная и активная мощность обозначается P, а реактивная мощность – Q.

Поскольку реактивная мощность определяется движением и энергией магнитного поля, ее формула (с учетом фазового угла) выглядит следующим образом:

Для несинусоидального тока очень трудно выбрать стандартные параметры сети. Для определения правильных характеристик для расчета активной и реактивной мощности используются различные измерительные приборы. К ним относятся вольтметр, амперметр и другие. Исходя из уровня нагрузки, выбирается подходящая формула.

Поскольку реактивные и активные характеристики связаны с кажущейся мощностью, их соотношение (баланс) выглядит следующим образом:

Компенсация

Учитывая, что при текущем резонансе реактивная мощность равна 0:

Q = QL – QC = ULI – UCI

Для повышения эффективности того или иного устройства используются специальные устройства, позволяющие минимизировать влияние потерь на сеть. В частности, это относится к системам ИБП. Потребители электроэнергии со встроенным аккумулятором (например, ноутбуки или портативные устройства) не нуждаются в таком устройстве, но для большинства других людей источник бесперебойного питания необходим.

После установки такого источника можно не только устранить негативные последствия потерь, но и сократить расходы на оплату счетов за электроэнергию. Эксперты доказали, что в среднем ИБП помогает сэкономить от 20% до 50%. Почему это происходит:

1. Значительно снижается нагрузка на силовые трансформаторы;
2. Кабели меньше нагреваются, что не только положительно сказывается на их работе, но и повышает безопасность;
3. Снижаются помехи для сигнального и радиооборудования;
4. На порядок снижаются гармоники в электрической сети.

В некоторых случаях специалисты используют не полноценные ИБП, а специальные компенсационные конденсаторы. Они подходят для бытового использования и продаются во всех магазинах электротоваров. Все приведенные выше формулы можно использовать для расчета запланированной и достигнутой экономии.

Поделиться в социальных сетях

Оставить комментарий Отменить ответ

© 2022 Сайт АСУТП

Информация, представленная на сайте, предназначена только для иллюстративных целей. Для проведения электромонтажных работ всегда обращайтесь к квалифицированному специалисту.