Содержание
Расчет мощности трехфазной сети: формулы для расчета
Электрическая энергия на все объекты изначально поступает через трехфазную сеть. В частные дома она может заводиться напрямую, а в многоквартирном доме доходит лишь до вводного распределительного устройства. Далее по квартирам расходятся уже однофазные линии. В любом случае потребуется выполнить расчет мощности трехфазной сети, чтобы заранее определить ее способность выдерживать запланированные нагрузки по току. Для того чтобы сделать правильные вычисления, нужно знать особенности таких сетей. Все необходимые расчеты выполняются вручную при помощи формул или с использованием онлайн-калькулятора.
Содержание
Специфика и особенности трехфазных сетей
Трехфазные электрические сети наиболее эффективно передают ток через промежуточные звенья, вплоть до потребителя. В процессе доставки потери энергии минимальны.
Наличие трехфазной сети в квартире или частном доме очень легко определить. Для этого нужно просто заглянуть в щиток и посчитать количество проводов. Если в наличии 2 или 3 проводника, значит сеть однофазная. В ней два провода являются фазой и нулем. При наличии заземления может быть третий провод. В трехфазных сетях проводов больше на два из-за двух дополнительных фаз. При отсутствии заземления – их всего четыре, а при наличии заземляющего контура – пять.
Эту же задачу можно решить и с помощью вводного автоматического выключателя. К нему также подводится определенное количество проводов, подключаемых в соответствующие клеммы.
В процессе эксплуатации трехфазной сети велика вероятность неравномерного распределения нагрузки по отдельным фазам. Если к одной из них будет подключено только мощное оборудование, а к другим – обычные бытовые приборы, в этом случае может возникнуть ситуация, называемая перекосом фаз. В результате асимметрии тока и напряжения, отдельные потребители могут выйти из строя. Во избежание негативных последствий, нагрузка должна быть равномерно спланирована еще на стадии проектирования и выполнен расчет мощности трехфазной сети.
Трехфазная сеть, по сравнению с однофазной, отличается большим количеством кабельно-проводниковой продукции, автоматов и других устройств. К ней подключается специфическое трёхфазное оборудование Суммарная мощность будет выше ровно в три раза. Значение мощности рассчитывается по току и напряжению с использованием формул.
Расчет мощности потребителей
В первую очередь нужно заранее установить объемы потребляемой электроэнергии. Для этого суммируется мощность всех потребителей, находящихся в доме. Сюда входит мощное оборудование, обычная бытовая техника и осветительные приборы. У некоторых хозяев этот список может быть дополнен теплыми электрическими полами.
Все необходимы сведения можно посмотреть в техническом паспорте, который прилагается к каждому устройству. На некоторые приборы наносится соответствующая маркировка. Вначале идут самые мощные агрегаты и далее – все остальное оборудование, по мере уменьшения мощности.
Для вычислений берется стиральная машина-автомат, мощностью 2600 Вт, электрический водонагреватель – 1900 Вт, утюг – 1500 Вт, пылесос – 1000 Вт, микроволновка – 800 Вт, компьютер и оргтехника – 600 Вт, осветительные приборы (с лампами эконом) – 400 Вт, холодильник – 300 Вт, телевизор – 100 Вт.
Итоговый результат получился 9200 Вт и его необходимо перевести в киловатты. Для этого 9200 Вт делится на 1000, получается 9,2 кВт, что и будет расчетным потреблением электроэнергии.
С данной мощностью может справиться и одна фаза, однако в частных домах устанавливается более мощное оборудование, для работы которого лучше пользоваться сетями 380в. В этом случае гарантируется бесперебойное функционирование отопительных и водонагревательных котлов, насосов, электродвигателей и других агрегатов.
Как рассчитать трехфазную сеть
В качестве примера можно взять некие производственные площади с установленным оборудованием и по этим исходным данным делать расчет мощности трехфазного тока.
В каждом станке используется электродвигатель. Их общая мощность Ру1 составляет 50 кВт, с учетом активной мощности. Кроме того, в помещении установлены осветительные приборы общей мощностью (Ру2) – 3 кВт. Символ Ру обозначает величину установленной суммарной мощности для конкретных групп потребителей.
Работа оборудования осуществляется от трехфазной сети с 4 проводами и номинальным напряжением 380 В.
Кроме того, при расчетах учитывается коэффициент спроса Кс, действующий в режиме максимальной нагрузки. Он учитывает наивысшее количество включений потребителей данной группы. Для электродвигателей Кс1 берется с учетом величины их загруженности и составляет 0,35. Для приборов освещения Кс2 составляет 0,9. Все потребители выравниваются усредненным коэффициентом мощности cos φ = 0,75.
Расчеты начинаются с определения силовой нагрузки Р1 = 0,35 х 50 = 17,5 кВт. Далее рассчитывается осветительная нагрузка Р2 = 0,9 х 3 = 2,7 кВт. Таким образом, величина полной расчетной нагрузки составит Р = Р1 + Р2 = 17,5 + 2,7 = 20,2 кВт.
Для определения и расчета тока используется формула I = (1000 x P)/(1,73 x Uн x cos φ), в которой Р является расчетной мощностью потребителей, Uн – номинальным напряжением 380 вольт, cos φ – коэффициентом мощности.
Подставив нужные значения, находим значение силы и мощности по току: I = (1000 x 20,2)/(1,73 x 380 x 0,75) = 41 А.
Полученный результат дает возможность узнать, сможет ли сеть обеспечить нормальную работу потребителей.
Использование калькулятора для расчета мощности
Онлайн-калькулятор существенно ускоряет проведение расчетов мощности в трехфазной сети. Для этого должны быть заранее известны мощность и характер нагрузки – активной и реактивной, сетевое напряжение, а также тип сети – одно- или трехфазный. Все параметры рассчитываются по формулам и методикам, приведенным выше. Достаточно всего лишь вставить в окна необходимые данные и нажать кнопку «Рассчитать ток». В окне с обозначением тока в А появится искомый результат, показывающий величину тока по мощности.
характеристики трехфазной системы, подробный расчет
Суббота, вечер.
Затеял стирку, запустил стиральную машинку. Попутно решил пропылесосить, заодно включил электрочайник, чтоб после выпить чаю. И свет погас, оставив квартиру в кромешной тьме. Знакомая картина? Чтобы такого не произошло, нужно знать, как рассчитать нагрузку на сеть, зная мощность электрического тока.
Особенности трехфазной системы
Для оборудования электричеством жилых домов и квартир используют два вида схем:
- однофазная;
- трехфазная.
Электросеть от электростанций выходит с 3 фазами, попадает к домам в таком же виде, далее разветвляется на отдельные фазы.
Этот способ передачи электроэнергии считается экономичным, потому что уменьшает потери при транспортировке.
Как выяснить свою схему
Узнать количество фаз у себя в доме или квартире легко, для этого нужно открыть распределительный щиток и посчитать провода, по которым ток поступает в квартиру.
При однофазной сети количество проводов будет 2: фаза, ноль.
Иногда встречается 3 провод-заземление. В трехфазной системе проводов 4: 3 фазы, ноль. Провод заземления также может быть добавлен.
2 популярных способа соединения трехфазной системы:
- треугольник;
- звезда.
Схема “Треугольник”
Каждая фаза соединяется с соседними. 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 пользователю? Линейное напряжение в квартире 380 В, а фазовое-220 В.
Большинство приборов работают при напряжении 220 В, но некоторые приборы нуждаются в большем напряжении: старые электроплиты, мощные обогреватели и котлы, электроинструмент промышленного назначения.
Благодаря такой схеме любой прибор будет работать без проблем.
Свойства трехфазной цепи
Трехфазная сеть имеет ряд преимуществ:
- уменьшает потери при транспортировке электричества на дальние расстояния;
- кабели и оборудование имеют меньший расход чем у монофазной сети;
- энергосистема сбалансирована;
- в системе для работы присутствуют сразу 2 формы напряжения: линейное 380 В и фазное 220 В.
Расчет
Вычисление мощности трехфазной системы дело затруднительное, потому что в сети ток не постоянный, а переменный.
При постоянном токе мощность рассчитывается путем умножения напряжения и силы тока. При переменном токе все величины нестабильны из-за наличия нескольких фаз. Также имеет значение способ соединения. При однофазной системе мощность рассчитывается также путем умножения напряжения и силы тока, но с учетом коэффициента мощности-cos, который характеризует 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 измеряют только одну фазу и результат измерения умножают на 3. При замере сразу 3 фаз потребуется 3 прибора. При отсутствии фазы “ноль” измерение проводится 2 приборами и расчет мощности рассчитывается по 1 закону Кирхгофа:
Ia+Ib+Ic=0
Сумма показаний двух ваттметров даст показатель мощности трехфазной цепи.
Узнаем потребляемую мощность электричества
Как высчитать мощность и для чего это необходимо?
Знание предельной потребляемой мощности позволит организовать правильно электроснабжение квартиры или домовладения.
Чтобы ее вычислить, необходимо подсчитать мощность потребления у однофазных приборов и изучить устройства-трехфазники. Параметры указываются в технических паспортах изделий или в техническом справочнике. Зная эти параметры и используя формулу вычисления мощности, определяется сила тока в трехфазной системе, которая дает нагрузку на электропроводку.
С помощью полученной информации подбираются предохранители и провода, которые будут применяться при прокладке внутренней электросети.
Рассчитываем мощность трехфазной сети
Для удобства и скорых вычислений существуют онлайн сервисы с калькуляторами, в которых можно быстро посчитать мощность сети, введя известные пользователю показатели.
Полезное видео по теме:
Что такое формула трехфазной цепи?
Введение
Трехфазная цепь состоит из трехфазного источника, трехфазной нагрузки и трехфазной линии передачи. Самая основная характеристика этой схемы заключается в том, что она имеет одну или несколько групп источников питания.
Каждая группа состоит из трех синусоидальных источников питания с одинаковой амплитудой, одинаковой частотой, разностью фаз 120°, причем источник питания и нагрузка подключены определенным образом. Трехфазные цепи широко используются в энергосистемах, таких как производство, передача, распределение электроэнергии и мощное электрооборудование.
Что означает 3 фазы?
Каталог
|
ВВЕДЕНИЕ |
|
ⅰ Трехфазные основы цепи 1.1 Трехфазная цепь 1,2. 1.4 Преимущества трехфазной цепи |
|
Ⅱ Симметричная и асимметричная 2.1 Симметричная трехфазная цепь 2,2 Трехфазная асимметрия |
|
ⅲ Мощность в трехфазной цепи формула |
|
ⅳ Часто задаваемые вопросы о трехфазе |
9008
1 ⅰ Thry-Phase
9008
. ⅰ Thry-PHASE
9008
ⅰ Three-PH три фазы могут подаваться по шести проводам, причем два провода зарезервированы исключительно для использования каждой фазы.
Однако обычно они питаются только по трем проводам , а фазные или линейные напряжения представляют собой напряжения между тремя возможными парами проводов. Фазные или линейные токи — это токи в каждом проводе. Напряжения и токи обычно выражаются в виде среднеквадратичных или эффективных значений, как при однофазном анализе.
1.1 Трехфазная цепь Характеризуется
Специальный источник питания
Специальная нагрузка
Специальное соединение
Специальное решение 3) Линейный ток
4) Линейное напряжение
5) Фазный ток
6) Фазное напряжение
7) Трехфазная трехпроводная система и трехфазная четырехпроводная система
1.3 Трехфазное напряжение и ток
- Звездное соединение
Резюме: Линейное напряжение и фазное напряжение
1) Линейный ток равен соответствующему фазному току.
2) Если фазное напряжение симметрично, линейное напряжение также симметрично.
3) Линейное напряжение в √3 раз превышает фазное напряжение.
4) Фаза сетевого напряжения опережает соответствующее фазное напряжение на 30° .
- Соединение треугольником
Резюме: линейный ток и фазный ток
1) Линейное напряжение равно соответствующему фазному напряжению.
2) Если фазные токи симметричны, линейные токи также симметричны.
3) Линейный ток равен √3 умноженному на фазное напряжение.
4) Фаза линейного тока отстает от соответствующего фазного напряжения на 30° .
1.4 Преимущества трехфазной цепи
Производство электроэнергии: мощность трехфазной сети увеличивается на 50 % по сравнению с однофазным питанием.
Передача: 25% меньше материала, чем однофазная цепь передачи. То есть при определенных условиях для передачи определенного количества мощности по трехфазной сети требуется только 75% меди однофазной передачи.
Распределение электроэнергии: более экономичный, чем однофазные трансформаторы, и более простой в подключении к нагрузке.
Транспорт: простая конструкция, низкая стоимость, надежная работа, удобное обслуживание.
Кроме того, в высоковольтных линиях электропередач обычно встречаются три провода, будь то на опорах или опорах, со штыревыми или подвесными изоляторами. Некоторые высоковольтные линии теперь работают на постоянном токе, поскольку твердотельные устройства упрощают преобразование в переменный ток и обратно. В линиях постоянного тока отсутствуют проблемы, создаваемые фазой, а также устраняется скин-эффект, уменьшающий эффективную площадь проводников. Управлять передачей электроэнергии на большие расстояния не так просто, как может показаться.
Ⅱ Симметричный и асимметричный
2.1 Симметричная трехфазная цепь
Симметричный трехфазный источник питания обычно генерируется трехфазным синхронным генератором, как показано на рисунке (а). Среди них трехфазные обмотки отличаются по пространству на 120°.
При вращении ротора с равномерной угловой скоростью ω в трехфазной обмотке создается наведенное напряжение, тем самым формируется симметричный трехфазный источник питания, как показано на рисунке (б). Среди них три конца A, B и C называются начальным концом, а три конца X, Y и Z называются концом. При подключении нагрузки к трем проводам это следует делать так, чтобы не нарушалась симметрия.
Мгновенное напряжение Расчет трехфазной мощности
В формуле возьмите напряжение фазы A u A в качестве эталонной синусоидальной величины. Диаграмма осциллограмм трехфазного напряжения показана на рисунке (а).
Ключом к пониманию трехфазного тока является понимание векторной диаграммы напряжения или тока. Вектор трехфазного источника питания можно представить на рисунке (б).
Характеристики симметричного трехфазного источника питания можно получить по приведенной выше формуле:
Из приведенной выше формулы сумма мгновенного значения трехфазного источника питания и сумма вектора всегда равны нулю.
Последовательность, в которой каждая фаза трехфазной мощности проходит через одно и то же значение (например, максимальное значение), называется последовательностью фаз трехфазной мощности, а последовательность фаз вышеупомянутых трех -фазное напряжение называется прямой последовательностью. И наоборот, если фаза B превышает 120° фазы A, а фаза C превышает 120° фазы B, такая последовательность фаз называется обратной последовательностью. Если нет специальных указаний, обычно по умолчанию используется положительный порядок.
2.2 Трехфазная асимметрия
1) В трехфазной цепи, если есть несимметричная часть, это называется трехфазной асимметрией.
2) Комплексная мощность, потребляемая трехфазной нагрузкой, равна сумме различных комплексных мощностей.
3) Мгновенная мощность трехфазной цепи равна сумме мгновенных мощностей каждой фазы нагрузки.
4) В трехфазной трехпроводной цепи, симметричной или нет, для измерения трехфазной мощности можно использовать два измерителя мощности.
Когда напряжение питания в трехфазной цепи несимметрично или параметры в цепи несимметричны, ток в цепи, как правило, несимметричен. Такая схема называется трехфазной асимметрией. Деталей асимметрии в трехфазных цепях очень много, и причины разные. Например, в трехфазной цепи много маломощных однофазных нагрузок, их сложно составить в полностью симметричную цепь. Когда трехфазная цепь разорвана или короткозамкнута, это также трехфазная цепь асимметрии. Кроме того, некоторое электрооборудование и приборы формально используют для работы трехфазную асимметрию.
Например, самая распространенная низковольтная трехфазная четырехпроводная система. Из-за большого количества однофазных нагрузок в низковольтной системе эквивалентные импедансы Z A , Z B и Z C трехфазной цепи обычно отличаются друг от друга, а мощность напряжение питания в целом можно считать симметричным. Таким образом, симметричный трехфазный источник питания преобразуется в асимметричную трехфазную нагрузку.
Схема, показанная на рисунке, имеет два узла, и напряжение между двумя узлами можно рассчитать непосредственно в соответствии с методом определения напряжения узла.
Хотя напряжение источника питания в приведенной выше формуле симметрично, напряжение между нейтралью источника питания и нейтралью нагрузки не равно нулю из-за асимметрии нагрузки, то есть U NN ≠0 . В соответствии с законом напряжения Кирхгофа , фазное напряжение нагрузки может быть получено как:
Векторная диаграмма каждого напряжения, соответствующая приведенной выше формуле, выглядит следующим образом:
Ⅲ Мощность в трехфазной цепи Формулы
1. Средняя мощность
Предположим, что мощность, потребляемая фазной нагрузкой в симметричной трехфазной цепи, равна напряжение, а I p – фазный ток нагрузки. Тогда общая трехфазная мощность равна: P=3U p I p cosφ
Обратите внимание на
Текущий.
2) cosφ – коэффициент мощности каждой фазы в симметричной трехфазной системе:
cosφA=cosφB=cosφC=cosφ
3) Формула рассчитывает мощность цепи (или мощность, поглощаемую нагрузкой) .
Когда нагрузка соединена по схеме звезда, линейное напряжение и линейный ток на стороне нагрузки подставляются в приведенную выше формулу:
Когда нагрузка соединена треугольником, линейное напряжение и линейный ток на стороне нагрузки подставляются в приведенную выше формулу:
2. Реактивная мощность
Реактивная мощность, потребляемая нагрузкой в симметричной трехфазной цепи, равна сумме реактивных мощностей каждой фазы:
3. Полная мощность
4. Мгновенная мощность
Предположим, что напряжение и ток фазы А трехфазной нагрузки составляют:
Тогда мгновенная мощность каждой фазы равна:
Можно доказать, что их сумма равна
Приведенная выше формула показывает, что мгновенная мощность симметричной трехфазной цепи постоянна и равна средней мощности.
Это одно из преимуществ симметричной схемы. Например, на трехфазном двигателе получается уравновешенный электромагнитный момент и исключается механическая вибрация, чего нет в однофазных двигателях.
Ⅳ Часто задаваемые вопросы о трехфазной цепи
1. Что такое трехфазная цепь?
Трехфазное питание представляет собой трехпроводную цепь питания переменного тока, в которой сигнал каждой фазы переменного тока разнесен на 120 электрических градусов. … трехфазный заключается в том, что трехфазный источник питания лучше выдерживает более высокие нагрузки. Однофазные источники питания чаще всего используются, когда типичными нагрузками являются освещение или отопление, а не большие электродвигатели.
2. Сколько проводов в 3 фазах?
четыре провода
Трехфазная система имеет четыре провода. Три проводника и один нейтральный.
3. Какова формула трехфазного питания?
Трехфазные расчеты.
Для трехфазных систем мы используем следующее уравнение: кВт = (V × I × PF × 1,732) ÷ 1000.
4. В чем преимущество трехфазной системы?
Трехфазная цепь обеспечивает большую удельную мощность, чем однофазная цепь, при той же силе тока, что позволяет снизить размер и стоимость проводки. Кроме того, трехфазное питание упрощает балансировку нагрузок, сводя к минимуму гармонические токи и потребность в больших нейтральных проводах.
5. Что означает трехфазная сбалансированная нагрузка?
Сбалансированное трехфазное напряжение или ток – это напряжение, в котором размер каждой фазы одинаков, а фазовые углы трех фаз отличаются друг от друга на 120 градусов. … При такой сбалансированной нагрузке, если применить сбалансированное трехфазное питание, токи тоже будут сбалансированы.
Лучшие продажи диода
| Фото | Деталь | Компания | Описание | Цена (долл. США) |
Альтернативные модели
| Часть | Сравнить | Производители | Категория | Описание |
Заказ и качество
| Изображение | Произв. Деталь № |
Компания | Описание | Пакет | ПДФ | Кол-во | Цена (долл. США) |
Share
Как рассчитать трехфазную мощность
Обновлено 12 ноября 2018 г.
Автор Lee Johnson
Трехфазное питание — широко используемый метод производства и передачи электроэнергии, но расчеты, которые вам необходимо выполнить, немного сложнее, чем для однофазных систем. Тем не менее, при работе с уравнениями трехфазной мощности вам не нужно делать многого, поэтому вы сможете легко решить любую поставленную перед вами задачу трехфазной мощности.
Главное, что вам нужно сделать, это найти ток с учетом мощности в цепи или наоборот.
TL;DR (Too Long; не читал)
Выполните расчет трехфазной мощности по формуле:
P = √3 × pf × I × V
Где pf — коэффициент мощности, I — ток, V — напряжение, P — мощность.
Однофазное и трехфазное питание
Однофазное и трехфазное питание — это термины, описывающие электричество переменного тока (AC). Ток в системах переменного тока постоянно изменяется по амплитуде (т. Е. Размеру) и направлению, и это изменение обычно принимает форму синусоиды. Это означает, что он плавно изменяется с серией пиков и впадин, описываемых функцией синуса. В однофазных системах такая волна бывает только одна.
Двухфазные системы разделяют это на две части. Каждая секция тока не совпадает по фазе с другой на полпериода.
Так, когда одна из волн, описывающих первую часть переменного тока, находится на пике, другая — на минимальном значении.
Однако двухфазное питание встречается нечасто. Трехфазные системы используют тот же принцип разделения тока на противофазные составляющие, но с тремя вместо двух. Три части тока не совпадают по фазе на треть цикла каждая. Это создает более сложную схему, чем двухфазное питание, но они нейтрализуют друг друга таким же образом. Каждая часть тока равна по размеру, но противоположна по направлению двум другим вместе взятым частям.
Формула трехфазной мощности
Наиболее важные уравнения трехфазной мощности связывают мощность ( P , в ваттах) с током ( I , в амперах) и зависят от напряжения ( В ). В уравнении также присутствует «коэффициент мощности» ( pf ), учитывающий разницу между реальной мощностью (которая совершает полезную работу) и полной мощностью (которая подводится к цепи).
Большинство типов расчетов трехфазной мощности выполняется с использованием этого уравнения:
P = √3 × pf × I × V
Здесь просто указано, что мощность равна квадратному корню из трех (около 1,732), умноженному на коэффициент мощности (обычно от 0,85 до 1, см. Ресурсы), тока и напряжения. Не позволяйте всем символам отпугнуть вас, используя это уравнение; как только вы поместите все соответствующие части в уравнение, его будет легко использовать.
Преобразование кВт в Амперы
Допустим, у вас есть напряжение, общая мощность в киловаттах (кВт) и коэффициент мощности, и вы хотите узнать силу тока (в амперах, А) в цепи. Изменение приведенной выше формулы расчета мощности дает:
I = P / (√3 × pf × V)
Если ваша мощность выражена в киловаттах (т. е. тысячах ватт), лучше либо преобразовать ее в ватты (умножив на 1000), либо сохранить ее в киловаттах убедитесь, что ваше напряжение указано в киловольтах (кВ = вольты ÷ 1000).
Добавить комментарий