Расчет мощности 3 х фазной сети: Как рассчитать мощность трехфазной сети: формулы для расчета показателей

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.

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.

Калькулятор мощности трехфазного переменного тока • Электротехнические и радиотехнические калькуляторы • Онлайн-конвертеры единиц измерения

Однофазный и трехфазный ток

Однофазную сеть можно сравнить с проселочной дорогой — оно не позволяет получить большую мощность. Трехфазную сеть можно сравнить с автомагистралью — она обычно имеется в промышленных зданиях для питания оборудования большой мощности

Установленный на столбе однофазный трансформатор, предназначенный для подачи электроэнергии в индивидуальные жилые дома (Канада)

Термин «фаза» относится к распределению электрической энергии. Для далеких от физики людей однофазную и трехфазную сеть можно сравнить с иллюстрациями выше. Однофазная сеть — как проселочная дорога, ее возможности по мощности невысоки и используется она в основном в жилых домах и квартирах. Однофазная сеть проста и экономична. Однако однофазную сеть нельзя использовать для питания эффективных трехфазных электродвигателей. С другой стороны, трехфазная сеть — как автомагистраль, она позволяет использовать мощные нагрузки и обычно применяется в промышленных зданиях и намного реже в индивидуальных жилых домах и квартирах. Все мощные потребители энергии, такие как водонагреватели, большие электродвигатели и системы кондиционирования воздуха обычно подключаются к трехфазной сети.

В однофазной сети используются два или три провода. Всегда имеется один фазный провод и один провод, называемый нейтралью или нулевым проводом. Ток течет между этими двумя проводами. Если однофазная сеть содержит заземляющий провод, то используется трехпроводная сеть. Однофазная сеть хороша в тех случаях, когда типичными нагрузками являются чисто активные потребители, например, традиционные лампы накаливания и электрические обогреватели. Однофазная система не годится для питания мощных электродвигателей.

Установленная на столбе группа из трех трансформаторов, обеспечивающая трехфазное питание небольшой промышленной установки

В трехфазной сети используются три провода, называемые фазными или просто фазами. По этим проводам текут синусоидальные токи со сдвигом фаз относительно друг друга на 120°. В трехфазной системе может быть три или четыре провода. Если имеется четвертый провод, то трехфазную сеть можно использовать для подачи однофазного питания (три линии), например, в индивидуальные жилые дома. При этом от каждой фазы в нагрузку (дом) подается примерно одинаковая мощность. Нейтральный провод часто имеет меньшее сечение, потому что фазные токи взаимно гасятся и по нейтральному проводу обычно течет совсем небольшой ток. Трехфазная система обеспечивает постоянную передачу мощности в нагрузку, что позволяет подключить более высокую нагрузку.

Определения и формулы

Генерация трехфазного тока

В простейшем трехфазном генераторе имеется три идентичных обмотки, расположенных под углом 120° по отношению друг к другу. В результате с обмоток снимаются напряжения (фазы) со сдвигом по фазе 120°. Эти три напряжения не зависят друг от друга и их мгновенные значения определяются формулами:

Здесь U_p — пиковое значение (амплитуда) напряжения в вольтах, ω — угловая частота в радианах в секунду и t — время в секундах. Напряжение, наведенное в обмотке 2, отстает от напряжения в обмотке 1 на 120°, а напряжение, наведенное в обмотке 3, отстает от напряжения в обмотке 1 на 240°. Ниже на рисунке приведены векторные диаграммы и формы колебаний напряжений генератора:

Если коэффициент мощности равен единице, то в каждой фазе трехфазной системы напряжение, ток и мощность сдвинуты относительно друг друга на 120°; последовательность фаз на этом рисунке U₁, U₂, U₃, потому что U₁ опережает U₂, U₂ опережает U₃, и U₃ опережает U₁.

Преимущества трехфазных систем

• По сравнению с однофазными двигателями, трехфазные двигатели имеют более простую конструкцию, высокий пусковой момент, высокие коэффициент мощности и эффективность, более компактны.
• Передача и распределение трехфазной электроэнергии дешевле в сравнении с однофазной, так как для этого можно использовать провода меньшего сечения при существенном уменьшении стоимости материалов и трудозатрат.
• В отличие от пульсирующей мощности однофазной системы, мгновенная мощность трехфазной системы постоянна, что обеспечивает плавность вращения и отсутствие вибрации двигателей и другого оборудования.
• Размеры трехфазных трансформаторов меньше однофазных трансформаторов аналогичной мощности.
• Трехфазную сеть можно использовать для питания однофазных нагрузок.
• Выпрямление трехфазного тока происходит с меньшей амплитудой пульсаций, по сравнению с выпрямлением однофазного тока.

Последовательность фаз

Последовательность фаз определяется временем, при котором напряжения трех фаз достигают положительного максимума. Последовательность фаз называют также порядком фаз. На рисунке выше последовательность фаз 1-2-3, так как фаза 1 достигает положительного максимума раньше, чем фаза 2, а фаза 3 достигает положительного максимума позже фазы 2. Отметим, что нам безразлично направление вращения ротора генератора, потому вращающийся по часовой стрелке ротор можно обойти и мы будем наблюдать вращение против часовой стрелки. Нам интересен только порядок чередования фаз напряжений, вырабатываемых генератором.

Для определения порядка фаз на векторной диаграмме нужно знать, что векторы всегда вращаются против часовой стрелки. Например, на этих трех чертежах последовательность чередования фаз снова U₁, U₂, U₃:

Фазное напряжение и фазный ток

Фазным называется напряжение между каждым из трех фазных проводов и нейтралью. Его также называют напряжением между фазой и нейтралью. Ток, которые течет в нагрузке между фазным проводом и нейтралью, называется фазным током.

Линейное напряжение и ток

Линейным называется напряжение между любыми двумя фазами (линиями). Ток, протекающий в каждой из линий, называется линейным.

Симметричные и несимметричные системы и нагрузки

В сбалансированной (симметричной) трехфазной системе токи во всех трех фазах равны, а сумма всех токов равна нулю, поэтому ток по нейтрали не течет. Амплитуды и частоты напряжений и токов одинаковые. Отличаются они только сдвигом фаз: напряжение в каждой фазе отстает от предыдущей на 2π/3, или на 1/3 цикла, или на 120°. Векторная сумма трех напряжений равна нулю:

То же можно сказать и о токах в симметричной системе:

Если три нагрузки, присоединенные к трем линиям, имеют одинаковую величину и коэффициент мощности, она также называются сбалансированными или симметричными.

Линейные и нелинейные нагрузки

В линейных нагрузках в цепях переменного тока напряжения и токи имеют синусоидальную форму и в любое время ток в нагрузке прямо пропорционален напряжению на ней. Примерами линейных нагрузок являются нагреватели, лампы накаливания. конденсаторы и катушки индуктивности. Все линейные нагрузки подчиняются закону Ома. В линейных нагрузка коэффициент мощности равен cos φ. Подробнее о нелинейных нагрузках — в нашем Калькуляторе активной и реактивной мощности.

В нелинейных нагрузках ток не пропорционален напряжению и содержит гармоники основной частоты 50 или 60 Гц. Примерами нелинейных нагрузок являются блоки питания компьютеров, лазерные принтеры, светодиодные и компактные люминесцентные лампы, электронные регуляторы оборотов электродвигателей и многие другие потребители электроэнергии. Искажение формы гармонических колебаний тока приводит к искажению формы напряжения. К нелинейным нагрузкам неприменим закон Ома. В таких нагрузках коэффициент мощности не равен cos φ.

Соединение треугольником и звездой

Три обмотки трехфазного генератора можно присоединить к нагрузке шестью проводами, по два на обмотку. Для уменьшения количества проводов обмотки присоединяются к нагрузке тремя или четырьмя проводами. Эти два способа подключения называются треугольником (Δ) и звездой (Y).

В соединении треугольником начало каждой обмотки соединяется с концом следующей обмотки. Таким образом энергию можно передавать только по трем проводам.

Соединение звездой (слева) и треугольником (справа)

В симметричной соединении треугольником напряжения равны по амплитуде, отличаются по фазе на 120° и их сумма равна нулю:

В симметричной четырехпроводной системе соединения звездой с тремя одинаковыми подключенными к каждой фазе нагрузками мгновенное значение тока, текущего по нейтрали, равно сумме трех фазных токов i₁, i₂, и i₃, которые имеют одинаковые амплитуды I_p и сдвинуты по фазе на 120°:

Напряжение и мощность в симметричной трехфазной нагрузке при соединении звездой

Соединение звездой; I₁, I₂, и I₃ — фазные токи, которые равны линейным токам

Полная мощность в трехфазной системе является суммой мощностей, потребляемых нагрузками в каждой из трех фаз. В связи с тем, что нагрузки симметричные, в каждой фазе потребляется одинаковая мощность и полная активная мощность во всех трех фазах равна

Здесь φ — разность фаз между током и напряжением. Поскольку в трехфазном соединении звездой фазное U_ph и линейное среднеквадратичное напряжение U_L связаны как

а среднеквадратичное значения линейного и фазного токов равны

полная активная мощность определяется следующим уравнением:

Полная реактивная мощность равна

Комплексная мощность:

И, наконец, полная мощность в трех фазах определяется формулой:

Напряжение и мощность в симметричной трехфазной нагрузке при соединении треугольником

Соединение треугольником; I₁₃, I₂₃, и I₃₂ — фазные токи, а I₁, I₂, и I₃ — линейные токи; при этом I_L = √3∙I_ph

При соединении треугольником нейтральный проводник отсутствует и конец одной обмотки генератора соединяется с началом следующей обмотки. Фазное напряжение — это напряжение на каждой обмотке. Линейное напряжение — это напряжение между двумя фазами, то есть также на каждой из обмоток. Таким образом, среднеквадратичные напряжения на обмотках и между фазами одинаковые, то есть для соединения треугольником можно написать

При соединении треугольником фазные токи — это токи, текущие через фазные нагрузки. Мы рассматриваем симметричную систему, поэтому фазные среднеквадратичные значения токов I_p1, I_p2 и I_p3 по амплитуде равны (I_p) и отличаются по фазе на 120°:

Как мы уже упоминали, общая мощность в трехфазной системе — это сумма мощностей, потребляемых в нагрузках трех фаз:

где φ — сдвиг фаз между током и напряжением. Поскольку при соединении треугольником среднеквадратичные значения фазного U_ph и линейного напряжений U_L равны,

а среднеквадратичные значения линейного и фазного токов связаны формулой

активная мощность определяется следующим уравнением:

Полная реактивная мощность равна

Комплексная мощность:

И полная мощность в трех фазах:

Отметим, что приведенные выше уравнения для мощности при соединении звездой и треугольником одинаковые. Мы используем их в этом калькуляторе.

То, что эти формулы мощности для звезды и треугольника одинаковые, иногда приводит к ошибочным выводам о том, что можно соединить обмотки одного и того же электродвигателя звездой или треугольником и потребляемая мощность (и ток!) не изменятся. Конечно, это неправильно. И если мы в калькуляторе соединение звездой изменим на треугольник, не изменяя нагрузку, мы увидим, что мощность и потребляемый ток изменятся.

Рассмотрим пример. Трехфазный электродвигатель подключен по схеме треугольника и работает на полной номинальной мощности при линейном напряжении U_L и линейном токе I_L. Полная мощность в вольт-амперах (ВА) равна

Затем обмотки того же двигателя соединили звездой. Линейное напряжение, приложенное к каждой обмотке, уменьшилось в 1/1,73 раза, при этом сетевое напряжение осталось прежним. Ток в каждой обмотке уменьшился в 1/1,73 раза по сравнению с током, потребляемым при соединении треугольником. Полная мощность также уменьшилась:

Таким образом, полная мощность при соединении звездой равна одной трети мощности при соединении треугольником для нагрузки с тем же импедансом. Очевидно, что полный момент двигателя, обмотки которого соединены звездой, будет в три раза меньше момента того же двигателя при соединении обмоток треугольником.

Иными словами, хотя новая мощность для соединения звездой рассчитывается по той же формуле, что и для треугольника, в расчет нужно вставить другие величины, а именно, напряжение и ток. уменьшенные в 1,73 раза (то есть в квадратный корень из 3).

Расчет симметричной нагрузки по известным напряжению, току и коэффициенту мощности

Для расчета симметричной нагрузки (одинаковой в каждой фазе) по известным напряжению, току и коэффициенту мощности (опережающему или отстающему) используются следующие формулы:

Импеданс нагрузки

Z

В полярной форме:

В комплексной форме:

Расчет тока и мощности по известным напряжению и нагрузке

Фазный ток

По закону Ома, имеем:

Преобразование из прямоугольных координат в полярные и наоборот

Для преобразования из прямоугольных координат R, X в полярные координаты |Z|, φ, используйте следующие формулы:

Треугольник импеданса

В этих формулах R всегда положительно, а X положительно для индуктивной нагрузки (ток отстает от напряжения) и отрицательно для емкостной нагрузки (ток опережает напряжение).

Активное

R_ph и реактивное X_ph сопротивление нагрузки

Импеданс конденсатора и катушки индуктивности

Параллельная нагрузка RLC

Параллельное соединение RLC

Для расчета используйте наш Калькулятор импеданса параллельной RLC-цепи.

Последовательная нагрузка RLC

Последовательное соединение RLC

Для расчета используйте наш Калькулятор импеданса последовательной RLC-цепи

Более подробную информацию о нагрузки в форме RLC-цепи вы найдете в наших калькуляторах для расчета импеданса:

Примеры расчетов

Пример 1. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузке

Индуктивная нагрузка из трех цепей с равными импедансами Z_ph = 5+j3 Ом подключена звездой к трехфазной сети с линейным напряжением 400 В 50 Гц. Рассчитать фазное напряжение U_ph, фазовый угол φ_ph, фазный ток I_ph, линейный ток I_L, активную P, реактивную Q, полную |S|, и комплексную S мощности.

Пример 2. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузке

Индуктивная нагрузка из трех цепей с равными импедансами Z_ph = 15 ∠60° Ом подключена звездой к трехфазной сети с фазным напряжением (между фазой и нейтралью) 110 В 50 Гц. Определить тип нагрузки (емкостная или индуктивная) фазное напряжение U_ph, фазовый угол φ_ph, фазный ток I_ph, линейный ток I_L, активную P, реактивную Q, полную |S|, и комплексную S мощности.

Пример 3. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузке

Индуктивная нагрузка из трех обмоток с равными импедансами и эквивалентной схемой в виде включенных последовательно сопротивления R_ph = 20 Ом и индуктивности L_ph = 440 мГн подключена звездой к трехфазной сети с фазным напряжением (между фазой и нейтралью) 230 В 50 Гц. Рассчитайте фазное напряжение U_ph, фазовый угол φ_ph, фазный ток I_ph, линейный ток I_L, активную P, реактивную Q, полную |S|, и комплексную S мощности. Найти линейный ток и потребляемую мощность для той же нагрузки, но соединенной треугольником. Совет: Для определения импеданса каждой обмотки воспользуйтесь Калькулятором последовательной RL-цепи.

Пример 4. Расчет мощности и нагрузки по заданным напряжению и току

Симметричный трехфазный генератор подает фазное напряжение 230 В на включенную звездой нагрузку с отстающим (активно-индуктивным) коэффициентом мощности 0,75. Ток в каждой фазе равен 28,5 А. Рассчитать импеданс нагрузки, активное и реактивное сопротивление в каждой фазе. Также рассчитать полную, активную и реактивную мощности. Описать что произойдет, если для той же нагрузки изменить соединение со звезды на треугольник. Совет: используйте режим определения мощности и нагрузки по заданным току и напряжению, а затем для ответа на последний вопрос воспользуйтесь этим же калькулятором в режиме определения мощности и тока по заданным напряжению и нагрузке.

Пример 5. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузке

Нагрузка, состоящая из трех одинаковых обмоток, имеющих сопротивление R_ph = 10 Ом и индуктивность L_ph = 310 мГн, подключена треугольником к трехфазной сети с напряжением между фазой и нейтралью 120 В, 60 Гц. Рассчитайте линейное напряжение U_L, фазовый угол φ_ph, фазный ток I_ph, линейный ток I_L, активную P, реактивную Q, полную |S|, и комплексную S мощности. Как изменятся ток и мощность, если эту же нагрузку подключить звездой? Совет: воспользуйтесь нашим Калькулятором импеданса последовательной RL-цепи для определения импеданса каждой катушки, а затем введите данные в этот калькулятор.

Пример 6. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузке

Нагрузка из трех цепей с равными импедансами Z_ph = 7 – j5 Ом подключена треугольником к трехфазной сети с линейным напряжением (между двумя фазами) 208 В 60 Гц. Определить тип нагрузки (резистивно-емкостная или резистивно-индуктивная) фазное напряжение U_ph, фазовый угол φ_ph, фазный ток I_ph, линейный ток I_L, активную P, реактивную Q, полную |S|, и комплексную S мощности.

Пример 7. Расчет мощности и нагрузки по заданным напряжению и току

Симметричная нагрузка подключена звездой к симметричному трехфазному генератору с линейным (между двумя фазами) напряжением 208 В 60 Гц. В каждом фазном проводе протекает ток I_ph = 20 А с запаздыванием относительно напряжения на 15°. Определите фазное напряжение, импеданс нагрузки в каждой фазе в полярной и комплексной форме, активную и реактивную мощности.

Автор статьи: Анатолий Золотков

Расчет домашней сети, определение мощности

Современная внутренняя система электроснабжения дома или квартиры обязана удовлетворять нескольким требованиям. Она должна быть:

• Рассчитана на длительную безаварийную эксплуатацию
• Обеспечена устройствами защиты от перегрузки, короткого замыкания, поражения человека электрическим током и значительных скачков напряжения
• Обеспечена различными приборами, позволяющими повысить комфортность проживания
• Рассчитана на возможность подключения самых различных устройств

Создание такой системы — непростая задача, требующая вдумчивого и системного подхода. Она предполагает реализацию следующих этапов: расчет, комплектация и монтаж.

В процессе расчета в помещениях выявляются определенные функциональные зоны, требующие подключения каких-либо электрических приборов. Эту работу удобнее всего выполнять с использованием плана квартиры или дома. На плане можно «расставить» предполагаемую мебель, «разместить» люстры и светильники, «установить» электроплиту, холодильник, стиральную машину и т. д. Это позволит определить расположение розеток, а также их тип. Размещение люстр, светильников и подсветок позволит, в свою очередь, найти удобные места для соответствующих выключателей. На этом же плане следует указать мощность оборудования, планируемого к установке.

Разделение всех потребителей на группы

Расчет домашней электрической сети, как правило, начинается с разделения всех потребителей на группы. Под группой понимается несколько потребителей, подключенных параллельно к одному питающему проводу, идущему от распределительного щита. Это группы освещения, группы розеток и т. д. Отдельными линиями запитываются агрегаты большой мощности (стиральные машины и электрические плиты). В отдельную группу выделяются розетки кухни, где подключаются микроволновые печи, электрические духовки, посудомоечные машины, электрические чайники и многое другое.

Результат разделения потребителей на группы вначале лучше отобразить в таблице, дополняя ее в дальнейшем новыми данными (табл. 1).

Группы потребителей электрической энергии с отдельными устройствами защиты могут формироваться тремя способами:

• По помещениям в квартире (каждому помещению предоставляют отдельную линию)
• По видам потребителей: освещение, розетки, электроплиты, стиральные машины и т. д
• Для каждого потребителя, будь то розетка или светильник, проводится отдельная линия электропитания с устройствами защиты (европейский вариант)

Как показывает практика, любая разводка в доме или квартире является комбинацией вышеназванных вариантов в зависимости от конкретных потребностей и условий.

Определение установленной мощности и тока нагрузки

Важным этапом проектирования является определение суммарной потребляемой мощности установленного оборудования в каждой группе.

Величина установленной мощности позволяет рассчитать номинальный ток нагрузки на данную цепь. Номинальный ток — это тот максимальный ток, который будет протекать по фазному проводу. Во внутренней сети квартиры или дома с напряжением 220 В он легко определяется по максимальной потребляемой мощности.

При однофазной нагрузке номинальный ток I_n ~ 4,5P_m, где P_m — максимальная потребляемая мощность в киловаттах. Например, при P_m = 5кВт I_n = 4,5 * 5 = 22,5 А.

При распределении потребителей по группам необходимо исходить из следующих условий:

• Кондиционер, теплые полы, электроплита, стиральная машина и другие мощные потребители с открытыми токопроводящими элементами должны подключаться к отдельным линиям, каждая из которых защищается автоматом защиты и УЗО
• В отдельную группу выделяются розетки зон с повышенной влажностью (кухни и ванные комнаты)
• Розетки жилых комнат можно объединить в одну группу
• Систему освещения жилых комнат желательно разделить на две (или более) группы

Разделение на группы выполняется в распределительном шкафу, где на каждую группу устанавливается автоматический выключатель, а в некоторых случаях и УЗО. Таким образом, каждая из групп за пределами распределительного щита представляет собой отдельную электрическую цепь.

Значение номинального тока нагрузки позволяет определить и характеристики защитных устройств, и сечение жил провода.

Самым простым является расчет группы с одним прибором, например электрической духовкой. Ее потребляемая мощность 2 кВт (определяется по паспорту). Номинальный ток нагрузки I_n = 4,5 * 2 = 9 А. Таким образом, в цепь питания духовки должен устанавливаться автоматический выключатель с номинальным током не менее 9 А. Ближайшим по номиналу является автомат 10 А.

Расчет токовой нагрузки и выбор автоматического выключателя для группы с несколькими потребителями усложняется введением коэффициента спроса, определяющего вероятность одновременного включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени.

Конечно, величина коэффициента спроса зависит от множества объективных и субъективных факторов: типа квартиры, назначения электрических устройств и т. д. Например, коэффициент спроса для телевизора обычно принимается за 1, а коэффициент спроса для пылесоса — 0,1. Существуют даже целые системы расчета коэффициента спроса как для отдельных квартир, так и для многоэтажных домов.

Понятно, что одновременное включение и работа всех электроприборов в квартире или частном доме маловероятны. Поэтому в нашем случае коэффициент спроса для каждой группы можно определить по таблице усредненных значений (табл. 2).

Для расчета розеточной группы кухни примем, что там будут включаться следующие приборы:

• Электрический чайник — 700 Вт
• Овощерезка — 400 Вт
• Микроволновая печь — 1200 Вт
• Холодильник — 300 Вт
• Морозильник — 160 Вт
• Прочее — 240 Вт

Суммарная номинальная мощность этих приборов в группе составляет 3000 Вт.

С учетом коэффициента спроса (равного 0,7) номинальная мощность будет равна 3000 * 0,7 = 2100 Вт.

Номинальный ток нагрузки в цепи этой розеточной группы будет равен 4,5 х 2,1 = 9,45 А.

После аналогичных расчетов дополним табл. 3 полученными значениями потребляемой мощности и номинального тока для остальных групп.

Выбор сечений жил и типа провода

Сечение жил провода для каждой группы рассчитывается в зависимости от предполагаемой суммарной мощности устанавливаемых в ней приборов и расчетных значений силы тока (конечно, с некоторым запасом). Необходимые рекомендации можно получить в «Правилах устройства электроустановок» (ПУЭ) — главном документе электрика.

Табл. 4 отражает соответствие нагрузочных токов и допустимых сечений проводов, регламентированных ПУЭ (применяется для медных проводов, потому что использование алюминиевых в электропроводке жилых помещений в настоящее время запрещено).

Для более точного расчета нужных сечений жил проводов необходимо не только руководствоваться мощностью нагрузки и материалом изготовления жил, но и учитывать способ их прокладки, длину, вид изоляции, количество жил в проводе, условия эксплуатации и другие факторы. Поэтому опытные электрики считают оптимальным вариантом применение жил сечением 1,5 мм2 — для осветительной группы (4,1 кВт и 19 А), 2,5 мм2 — для розеточной группы (5,9 кВт и 27 А) и 4—6 мм2 — для приборов большой мощности (свыше 8 кВт и 40 А). Такой вариант выбора сечений для проводов является, пожалуй, наиболее распространенным при монтаже электропроводки квартир и домов. Он позволяет повысить надежность скрытой проводки, а также создать некоторый «резерв» в случае увеличения мощности нагрузки, например при подключении дополнительных устройств В табл. 5 приведены сечения жил проводов, выбранные для нашего примера.

При выборе типа и марки провода необходимо исходить, прежде всего, из соображений надежности и долговечности. Также следует учитывать допустимое напряжение пробоя изоляции. Особенно это актуально при скрытой проводке. Сегодня для внутренней проводки в доме или квартире лучше всего использовать электрические провода с однопроволочными медными жилами (плоские или круглые) марки ВВГ, ВВгнг и NYM.

Выбор устройств защиты

Дальнейшая работа заключается в проектировании многоуровневой защиты внутренней электрической сети и оборудования от различных аварийных ситуаций. Эта важная и ответственная задача требует определенной подготовки и включает в себя выбор защитных устройств по типу и характеристикам, а также способ их подключения. Для защиты внутриквартирной сети используются, как правило, автоматические выключатели, устройства защитного отключения (УЗО), дифференциальные автоматы, реле напряжения.

Для сети частного дома кроме указанных устройств используются стабилизаторы, а также устройства защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). В квартирной проводке устройство защиты от импульсных перенапряжений и грозовых разрядов не требуется, так как она, как правило, входит в защитную систему всего дома.

Для выбора характеристик защитных устройств используются значения установленной мощности и номинальных токов, полученные в предыдущих расчетах, и принятые сечения проводов. Более подробные сведения о защитных устройствах приведены в разделе «Защитные устройства».

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель служит для защиты проводки от токов перегрузки и короткого замыкания. УЗО является эффективным средством защиты от поражения электрическим током и возникновения пожаров, связанных с нарушением проводки. Включение в схему реле напряжения позволяет обеспечить надежную защиту дорогостоящего оборудования от аварийных скачков напряжения.

Выбор автоматического выключателя выполняется в первую очередь по допустимой величине номинального тока для проводки. При этом следует иметь в виду, что автоматический выключатель служит для защиты от сверхтоков именно электропроводки, идущей к розетке, а не подключенного к ней оборудования. Любая техника, как правило, имеет свою встроенную защиту от перегрузок или замыканий. Не защищает автоматический выключатель и людей от поражения электрическим током. Поэтому номинальный ток автоматического выключателя выбирается, прежде всего, исходя из возможностей проводки и ни в коем случае не должен превышать максимально допустимый ток для данного сечения провода. Для бытовых сетей изготавливаются автоматические выключатели с номинальными токами 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А

При выборе автомата необходимо учитывать также класс прибора, его отключающую способность и класс токоограничения.

Автоматические выключатели класса В необходимо применять для защиты цепей с лампами накаливания и нагревательными приборами. Для всех остальных бытовых нагрузок используют автоматы с характеристикой С. Отключающая способность автоматического выключателя должна быть не менее 4,5 кА и не менее 6 кА для медной проводки сечением 2,5 мм2 и выше. Класс токоограничения следует выбирать не ниже 2, а лучше 3.

Итак, исходя из табл. 6, для нашего примера подойдут автоматические выключатели ВА 63 класса С с током короткого замыкания от 4000 до 6000 А и номинальными токами, соответствующими сечению жил по каждой группе. При этом следует помнить, что номинальный ток автомата должен быть на один порядок меньше значения допустимого тока для защищаемого провода.

Технические характеристики автоматических выключателей отражены в маркировке, имеющейся на корпусе. На рисунке изображен автоматический выключатель на 16 А, класса С с отключающей способностью до 4500 А.

Среди автоматических выключателей различных производителей наибольшее распространение получили устройства серии ВА фирм IEK, ДЭК, ИНТЭС, EKF. Они достаточно надежны и вполне удовлетворяют критерию цена/качество. К более дорогим устройствам премиум класса относятся автоматические выключатели серий ABB, Legrand, Siemens. Они имеют перегрузочную способность по току около 6—8 кА, механическую износостойкость и наработку на отказ, а также дополнительный сервис (крышечки, индикаторы и т. д.). Однако выбор дорогих автоматов предполагает использование и других элементов электрической системы той же ценовой категории.

Устройство защитного отключения (УЗО)

Для правильного выбора УЗО вначале нужно определиться с его конструктивными особенностями (электромеханическое или электронное). Электромеханические УЗО стоят гораздо дороже, но они отличаются высокой степенью надежности и способны гарантированно срабатывать при любом уровне напряжения в сети. Электронные УЗО на порядок дешевле, но их работоспособность (в силу конструктивных особенностей) зависит от стабильности напряжения в сети, что в редких случаях не исключает возникновение аварийной ситуации. Однако чаще всего они работают вполне стабильно, поэтому предпочтение отдается электронным УЗО в силу их доступности и дешевизны. Следует отметить, что их использование вполне оправданно при дополнительной установке стабилизатора напряжения.

Основными характеристиками УЗО являются ток утечки (ток срабатывания), время срабатывания и максимальная величина тока короткого замыкания. Расчетный ток утечки для бытовой сети, как правило, выбирается в пределах от 10 до 30 мА При этом время срабатывания должно составлять в среднем от 10 до 30 мс Максимальная величина тока короткого замыкания I_nc — характеристика, определяющая способность прибора выдерживать сверхтоки, возникающие в цепи при коротком замыкании. Понятно, что автоматический выключатель, соединенный в цепи последовательно с УЗО, сработает на отключение, но это произойдет через 10 мс, а за это время УЗО будет находиться под воздействием сверхтока. И если оно сохраняет при этом работоспособность, то его качество считается высоким. Значения максимального тока короткого замыкания для различных УЗО лежат в пределах от 3000 до 10 000 А, а минимально допустимое значение I_nc — 3000 А.

При выборе типа УЗО (АС, А, В, S, G) следует учитывать характер нагрузки в защищаемой группе. Если в цепь включаются современные стиральные машины, микроволновки, телевизоры, компьютеры, кондиционеры и т. д, имеющие в своем составе импульсные блоки питания, выпрямители, тиристорные регуляторы, то предпочтительнее устанавливать УЗО типа А. Применение УЗО типа АС допускается в случаях, когда заведомо известно, что в зону защиты УЗО не будут входить устройства с выпрямительными элементами. Селективное УЗО типа S устанавливается, как правило, на вводе после главного автоматического выключателя при организации многоуровневой защиты. Они служат для защиты всей сети дома или квартиры и должны срабатывать с задержкой во времени по отношению к УЗО, защищающим отдельные группы потребителей.

Окончательный выбор УЗО можно выполнить с достаточной точностью, используя значение номинального тока в цепи конкретной группы. Номинальный ток УЗО выбирается из следующего ряда; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 63; 80; 100; 125 А

В нашем примере (табл. 7) на группы № 1, 2, 3, 5 устанавливается УЗО с током утечки 30 мА и номинальными токами, на порядок превышающими токи автоматических выключателей.

Кроме того, после главного автомата устанавливается общее УЗО с током утечки 300 мА.

Для защиты УЗО от токов короткого замыкания и токов перегрузки перед ним обязательно устанавливается автоматический выключатель. При этом номинальный ток УЗО должен быть на ступень больше. Смысл такого требования заключается в следующем. Если УЗО и автоматический выключатель имеют равные номинальные токи, то при протекании тока, превышающего номинальный, например на 45 % , т. е. тока перегрузки, автоматический выключатель может сработать в течение одного часа. Это означает, что УЗО длительный период времени будет работать в режиме перегрузки.

Наиболее вероятными местами поражения электрическим током в квартирах и домах являются помещения с повышенной влажностью — кухня и ванная комната. Здесь достаточно много электробытовых приборов с открытыми токопроводящими элементами и естественных заземлителей (водопроводные, газовые трубы). Группы розеток таких помещений требуют установки УЗО в первую очередь.

Все важнейшие характеристики УЗО должны содержаться в маркировке прибора на его лицевой панели и в сопроводительной технической документации.

Эффективная работа УЗО в значительной степени зависит от правильной его установки. Устройство, как правило, подключается в распределительных щитах после главного (вводного) автомата. Допускается установка одного УЗО с током утечки 30 мА на всю квартиру или дом. Недостатками данного решения являются трудность обнаружения места утечки и полное отключение напряжения в квартире при срабатывании устройства.

Приобретая защитные устройства, необходимо обратить внимание не только на параметры приборов, но и на качество их изготовления, подтвержденное соответствующими сертификатами. В любом случае предпочтение следует отдавать фирме-изготовителю, которая предлагает полный ассортимент защитных устройств.

Вместо комбинации из двух устройств — УЗО + автомат — можно использовать дифференциальный автомат, сочетающий в себе функции обоих приборов. Такое решение в значительной степени упрощает их подбор и последующий монтаж.

Для наглядности полученные результаты можно изобразить в виде однолинейной схемы, где хорошо видны взаимосвязи всей электрической сети, а также характеристики ее элементов. Такая схема поможет избежать возможных сшибок при сборке распределительного щита. Следует отметить, что на этой схеме отсутствует система защиты от скачков напряжения (реле напряжения). В ней также не отражены тип электропитания (трехфазный или однофазный) и способ заземления.

В случае деления энергопотребителей на группы рекомендуется устанавливать по одному УЗО 30 мА на группу розеток и на группу освещения, а также по одному УЗО 30 мА на каждую линию, питающую энергоемкие приборы. Такой вариант позволяет избежать неудобств при срабатывании устройства и локализовать аварийную зону. Кроме того, рекомендуется установка одного УЗО с током утечки в 300 мА — на вводе.

Оно устанавливается после автоматического выключателя, а его номинальный ток будет зависеть от расчетной нагрузки и номинального тока автомата. В этом случае лучше применить не обычное, а так называемое селективное УЗО, время срабатывания которого составляет 0,3—0,5 с. Более длительное время срабатывания даст возможность среагировать на возникшую утечку устройствам, защищающим отдельные электроприборы или группы. Только в том случае, если они не сработают, оно отключит всю схему электроснабжения целиком.

Реле напряжения (PH)

Реле напряжения (PH) предназначено для отключения внутренней сети при недопустимых колебаниях напряжения с последующим автоматическим включением после его восстановления. Оно, как правило, оснащается устройством регулировки верхнего и нижнего порога срабатывания

Главным параметром реле напряжения является быстродействие. Это весьма эффективное устройство для защиты оборудования при аварийных ситуациях, которые возникают в результате обрыва нейтрали, перегрузки, перекоса фаз и т. п.

В зависимости от нагрузки устройства могут быть рассчитаны на номинальные токи в 16; 30; 40; 60; 80 А. Эта характеристика обозначает силу тока, которую реле способно пропустить без выхода из строя. Реле напряжения выбирают по значению номинального тока в цепи с 20—30%-ным запасом. То есть, если главный автоматический выключатель имеет номинальный ток в 25 А, то реле напряжения должно быть рассчитано на 32 или 40 А Обычно в домах и квартирах достаточно 30 или 40 А, что соответствует мощности примерно 6 и 8 кВт.

На трехфазном вводе чаще всего устанавливают по однофазному реле напряжения на каждую фазу (при отсутствии трехфазных потребителей).

Схемы вводно-распределительных устройств

Результаты расчетов и подбора защитных устройств, как правило, отражаются в схемах, которые становятся основным документом, позволяющим выполнить правильный монтаж распределительного щита. По схеме можно еще раз проверить правильность выбора защитных устройств и наметить последовательность их монтажа.

Схема распределительного щита. Однофазное питание приходит от вводного устройства с разделенными проводниками РЕ и N. На вводе установлены два вводных однополюсных автомата защиты на 50 А. На схеме они спаренные и вместо них можно использовать один двухполюсный автомат. Далее электропитание поступает на счетчик учета электроэнергии, а затем распределяется по группам. Проводник защитного заземления соединяется с шиной РЕ, от которой осуществляется разводка по помещениям. Рабочий нуль соединяется с шиной N и затем распределяется по группам.

Недостаткам этой схемы является отсутствие после электросчетчика дифференциального автомата защиты, объединяющего в себе функции устройства защитного отключения (УЗО) и автомата защиты электропроводки от сверхтоков (токов короткого замыкания) и перегрузки. Номинал этого дифференциального автомата должен быть 50 А, номинал по току утечки — 30 мА, его время отключения при коротком замыкании должно быть меньше времени отключения вводных автоматов.

На группе розеток кухни и стиральной машины установлен автомат защиты на 16 А и УЗО на 20 А, так как номинал УЗО должен быть больше номинала автомата защиты, установленного с ним в паре.

Схема вводно-распределительного устройства трехфазного тока для среднего частного дама с хозяйственной постройкой. В пластиковый или металлический шкаф вводится кабель с проводниками L1, L2,L3, и PEN. Проводник PEN расщепляется (на главной заземляющей шине) на проводники N (рабочая нейтраль) и РЕ (защитное заземление), которые присоединяются к двум медным шинам. К шине N приходят рабочие нейтрали от всех групп, к шине РЕ подключаются провода защитного заземления, приходящие от устройств большой мощности.

Фазные провода через главный трехфазный автоматический выключатель приходят к счетчику. К нему же подключается и рабочая нейтраль. Затем устанавливается трехфазное УЗО, которое защищает всю электрическую цепь дома. Далее электрический ток распределяется по линиям, защищенным, в свою очередь, автоматами или УЗО.

Первые три автоматических выключателя предназначены для защиты осветительных цепей от перегрузки и короткого замыкания. Отдельная линия, защищенная дифференциальным автоматом, выделена для розеточной группы кухни. Далее следует группа розеток для других помещений, защищенная УЗО и тремя автоматическими выключателями. Последняя линия, состоящая из одного УЗО и двух автоматических выключателей, предназначена для защиты цепей отдельно стоящего помещения. Все группы запитываются от разных фаз L1, L2,L3, а защитные приборы подбираются в соответствии с предварительно разработанной схемой с учетом нагрузок на каждую группу и условиями эксплуатации оборудования.

Схема квартирного распределительного щита, оснащенного (наряду с другими защитными устройствами) реле напряжения. В ней указаны номиналы всех автоматов защиты и сечений электрических кабелей. Энергопотребители разделены на отдельные группы с учетом их функциональных особенностей. Ввод выполнен по трехпроводной системе (с PE-проводником защитного заземления).

Для электропроводки здесь принят кабель марки ПВС. Это круглый гибкий кабель с двойной изоляцией и многопроволочными токопроводящими жилами, который не рекомендуется для скрытой проводки. Кроме того, концы жил такого кабеля в многочисленных соединениях требуют лужения. Разумнее использовать кабель марки ВВГ или NYM. Подобная схема вполне может быть полезна для организации электропитания небольшого частного дома.

Схема распределительного щита может быть выполнена с использованием условных обозначений, принятых правилами ПУЭ. На такой схеме указываются типы и характеристики защитных устройств, а также установка их на конкретные группы.

Тип ввода на приведенной схеме однофазный, с защитным проводником РЕ. Марка и сечения проводов здесь приняты в соответствии с номиналами защитных устройств и типом нагрузки.

Простейшая электрическая схема распределительного щита в квартире при однофазном вводе. Она не предусматривает установку счетчика энергии. В квартиру входят три провода — L, N и РЕ. На фазный провод установлен автоматический выключатель. Далее следует УЗО, которое защищает всю систему от возможности поражения человека электрическим током. Система разделена на девять групп потребителей, защищенных автоматами. Каждая группа подключена к проводнику защитного заземления РЕ.

Схема распределительного щита частного дома с сауной с трехфазным вводом без защитного проводника заземления РЕ, что является ее основным недостатком. В этом случае замыкание фазного провода на любой открытый токопроводящий корпус не вызывает короткого замыкания, необходимого для отключения автомата защиты. Кроме того, на линиях сауны, стиральной машины и группы розеток кухни установлены УЗО, что не защищает цепи от сверхтоков, вызванных перегрузкой или коротким замыканием (УЗО на короткое замыкание не реагирует). Здесь должны быть установлены УЗО + автомат или дифференциальные автоматы, совмещающие функции автомата и УЗО.

Для квартир различной планировки и степени комфортности можно предложить несколько электрических схем распределительных щитов с подбором номиналов устройств защиты.

Примеры оформления схем электропроводки

Каждый проект электроснабжения квартиры составляется с учетом особенностей жилья, типов электропитания, а также индивидуальных запросов. В общем случае для качественного последующего монтажа электрику необходимы:

• Схема распределительного щита
• План с размещением осветительных приборов, выключателей и регулирующих устройств
• План размещения розеток и распределительного щита
• Планы и схемы могут быть выполнены в достаточно упрощенном виде с использованием условных графических обозначений конкретных устройств. Их наличие поможет подобрать провода, а также электромонтажные и алектроустановочные изделия, необходимые для монтажа

Схема подключения дифференциального автомата, выполняющего функции УЗО и автоматического выключателя.

Схема подключения общего УЗО с выводом нулевого проводника на нулевую шину. Номинал УЗО принят на порядок выше номинала общего защитного автомата.

Однолинейная электрическая схема. Представляет собой систему электропитания однокомнатной квартиры с трехфазным вводом и защитным проводником РЕ. Она включает в себя результаты расчетов сети и наиболее полно отражает все ее особенности. Здесь указаны типы и характеристики защитных устройств, марка и сечения проводов, мощность потребителей. Такая схема позволит правильно укомплектовать и качественно смонтировать распределительный щит.

Смотрите также:

Как выбрать стабилизатор напряжения

К сожалению, сегодня для многих проблема

качества питающего напряжения является достаточно обыденным явлением. Следствием некачественного напряжения является выход из строя бытовых электроприборов. Решением является электромонтаж на входе в дом стабилизатора напряжения. Рассмотрим процедуру выбора, исходя из мощности подключаемых электроприемников.

1. Какой выбрать 3-х-фазный или однофазный

Выбор типа стабилизатора определяется количеством фаз питающей сети. Для частного дома обычно – это однофазная сеть.

Если у Вас к дому приходят 3-фазы, то необходимо приобрести 3-фазное оборудование, либо выбрать 3 однофазных стабилизатора, подключив их по схеме «звезды».

2. Номинальная мощность, подключаемых электроприемников

Для удобства рекомендую записать все существующие электроприемники в таблицу, с указанием установленной активной мощности каждого. Она измеряется в единицах системы СИ – Вт, и обычно ее указывают на корпусе прибора.

Подход к определению мощности должен быть обоснованным, поскольку необходимо приблизительно выяснить, какое количество потребителей будет включено в сеть одновременно. Затем из перечня выбрать те приборы, которые составляют электродвигатели (к ним относятся такие приборы, как насосы, миксеры, мясорубки и т.д.). Это обуславливается сопровождением включения таких приборов пусковыми токами, которые в 3-5 раз превышают номинальные. Выбрав их, нужно найти паспортные данные о пиковых токах или в случае отсутствия умножить номинальную на 3.

Далее определим полную мощность, разделив номинальную (посчитанную сумму мощностей выше) на соs. Его обычно (cos) выбирают исходя из типа приборов:

— для освещения – 0,9;

— для обогревательных приборов, утюгов – 0,9;

— других приемников – 0,75;

или в соответствии с информацией из паспорта.

Если нет возможности точно выяснить реактивную можность прибора (cos), то лучше воспользоваться формулой:

Рполн=Ра/cos 0.85

Таким образом, просуммировав полученные полные мощности приемников, получаем итоговое значение.

3. Производим замер фактического напряжения в электросети

Для этих целей обычно используют мультиметр. Для более качественной оценки можно пригласить специалиста энергоаудиторской организации, но это не обязательно.

4. Выбор номинальной мощности стабилизатора

Мощность всех существующих в продаже стабилизаторов указывается в ВА при напряжении 220В.

Снижение питающего напряжения приводит к уменьшению мощности прибора. Поэтому итоговую мощность потребителей умножают на коэффициент 1,2 – при 180В в питающей сети, и 1,3 — при 170В.

При длительной эксплуатации потребителей с низким напряжением необходимо результат умножить на 1,25.

Исходя из полученной величины мощности, остается лишь выбрать тип стабилизатора.

Выбор стабилизатора для 3-х-фазной системы

Процесс выбора трансформатора для 3-х-фазной сети практически аналогичен однофазному. Выполняем расчет мощности для наиболее загруженной фазы электросети. Производим замеры питающего напряжения по этой фазе, желательно в часы пиковых нагрузок. Полученную полную мощность умножаем на 3. Запас мощности принимаем 10%.

Исходя из полученной величины, выбираем тип стабилизатора.

Таков принцип выбора стабилизатора напряжения на основе определения полной мощности. В заключение можно, добавить, что для тех, кто хочет сэкономить можно при расчете не учитывать нагревательные электроприборы, утюг и пр., поскольку от пониженного напряжения качество их работы не измениться, уменьшатся только характеристики нагрева.

On-Line калькулятор солнечных батарей, он-лайн расчет солнечных электростанций

 

Данный калькулятор предназначен для оценки выработки электрической энергии солнечными батареями.

Для каждой точки местности России, мы собрали данные по инсоляции с точностью 0,1 градуса по широте и долготе. Данные были любезно предоставлены сервисом NASA где история измерений ведется с 1984 года.

Для использования нашего калькулятора выберите местоположение вашей солнечной электростанции передвигая метку по карте или воспользуйтесь полем поиска на карте. Наш калькулятор работает только по территории России.

1. Если вы знаете какие солнечные батареи вы будете использовать, или они уже установлены в вашей солнечной станции — выберите солнечные батареи нужной мощности и их количество.

2. Укажите угол наклона вашей крыши, место установки. Также наш калькулятор автоматически показывает оптимальный угол наклона солнечной батареи для выбранной точки местности. Угол показывается для зимы, оптимальный — средний для всего года, для лета. Это особенно важно если вы только планируете установку солнечной станции и при ее строительстве сможете указать строителям необходимый угол для монтажа СБ.

Если например вы планируете установить солнечные батареи на крышу вашего дома и угол установки предопределен конструкцией, просто укажите его в поле ввода произвольного угла.
Наш калькулятор будет вести расчет учитывая угол вашей крыши.

3. Очень важно правильно оценивать мощность потребителей электроэнергии вашей солнечной станции при подборе необходимого количества солнечных батарей.

В калькуляторе нагрузок для солнечной электростанции выберите электроприборы которые вы будете использовать, задайте их количество и мощность в ваттах, а также примерно время использования в сутки.

Например для небольшого дома выбираем:

• Электролампа — 3шт мощностью 50Вт каждая, работают 6 часов в сутки — итого 0,9 кВт часов/сутки.
• Телевизор — 1шт мощностью 150Вт, работает 4 часа в сутки — итого 0,6 кВт часов/сутки.
• Холодильник — 1шт мощностью 200Вт, работает 6 часов в сутки — итого 1,2 кВт часов/сутки.
• Компьютер — 1шт мощностью 350Вт, работает 3 часа в сутки — итого 1,05 кВт часов/сутки.

Телевизор современный с плоским экраном, светодиодный потребляет от 100 до 200 Вт, холодильник, в нем работает компрессор и работает не постоянно, а тогда когда нужен холод, т.е. чем чаще вы открываете дверь холодильника, тем больше электричества он съест. Обычно холодильник работает 6 часов в сутках, остальное время отдыхает. Компьютер например вы используете в среднем 3 часа в сутки.

При заданных условиях потребления вы получите необходимую мощность для электропитания ваших электроприборов.
Для нашего примера суммарное потребление электроприборов в сутки составит 3,75 кВт*час в сутки.

Давайте подберем необходимое количество солнечных панелей для нашего примера, в регионе Санкт-Петербург:

Возьмем солнечные модули 250Вт, установим оптимальный угол наклона предложенный программой равный 60 градусов.
Увеличивая количество солнечных батарей мы увидим, что при установке 3х солнечных модулей 250Вт потребление наших электроприборов 3,75 кВт час сутки начинает перекрываться на графике выработке уже с апреля по сентябрь, что достаточно для тех людей которые например пребывают на даче летом.
Если вы хотите эксплуатировать СБ круглогодично, то вам понадобится минимум 6 солнечных модулей по 250Вт, а лучше 9шт. Учтите также, что зимой с ноября по середину января в Питере солнца скорее нет, чем оно есть. И в данное время года вы будете использовать бензо-дизель генератор для подзарядки аккумуляторов.

Под графиком выработки находится сводная таблица с числовыми данными о выработке солнечной электростанции в удобном числовом виде.

Заполните форму ниже, отправьте нам данные своего расчета и получите коммерческое предложение для вашей солнечной электростанции.

Расчет солнечной электростанции с помощью калькулятора носит предварительный характер. Каждый объект является индивидуальным, для формирования окончательного предложения под «ключ» с учетом монтажа и технико-экономического обоснования мы рекомендуем провести консультацию с нашими специалистами по телефону или заказать выезд инженера к вам. По итогам общения наши специалисты подготовят и предоставят комплексное предложение по стоимости и монтажу вашей солнечной электростанции.

Для того, чтобы наши менеджеры смогли подготовить для Вас предварительные расчеты по стоимости оборудования и монтажу, отправьте нам данные своего расчета. Если информации будет недостаточно, наш специалист свяжется с Вами для уточнения.

Мощность электрического тока трехфазной сети

Автор shikolenkovlad На чтение 19 мин. Опубликовано 12.12.2019

§ 64. МОЩНОСТЬ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА

Мощность, потребляемая нагрузкой от сети трехфазного тока, равна сумме мощностей, потребляемых отдельными фазами, т. е.

При равномерной нагрузке мощность, потребляемая каждой фазой,

где Uф — фазное напряжение,

cos j — коэффициент мощности нагрузки.

Мощность, потребляемая всеми тремя фазами,

При соединении приемников энергии звездой соотношение меж­ду линейными и фазными значениями напряжений и токов:

Следовательно, мощность, потребляемая нагрузкой от трехфазной

При соединении приемников энергии треугольником соотношение между линейными и фазными значениями напряжений и токов:

Следовательно, мощность, потребляемая нагрузкой,

Таким образом, при равномерной нагрузке мощность, потребляе­мая от трехфазной сети, независимо от схемы включения нагрузки, выражается следующей формулой:

Пример. Линейное напряжение трехфазной осветительной установки равно 220 в, а линейный ток 9,9 а. Определить, сколько ламп включено параллельно в каждую фазу нагрузки при соединении этих фаз треугольником и какова мощность всей установки, если каждая лампа потребляет ток 0,52 a .

Решение. Фазное напряжение равно линейному, т. е

Число ламп, включенных параллельно в каждой фазе,

,

т. е. всего включено ламп

Мощность всей установки, имея в виду, что при осветительной нагрузке cos j=1, находим по следующей формуле:

При неравномерной нагрузке мощности в фазах различный (P_AP_BP_C) и суммарная мощность, потребляемая нагрузкой, равна:

Для измерения мощности применяют специальные измерительные приборы, называемые ваттметрами. При симметричной нагрузке мощность, потребляемая от трехфазной системы, может быть определена одним однофазным ваттметром. В четырехпроводной системе (с нулевым проводом) токовая обмотка ваттметра включается последовательно в один из линейных проводов, а обмотка напряжения — между тем же линейным и нулевым проводами. При таком включении показание ваттметра определит мощность в одной фазе Рф, а так как при равномерной нагрузке мощности всех фаз одинаковы, то суммарная мощность трехфазной системы Р = 3 Рф.

В трехпроводной системе обмотка напряжения ваттметра включена на линейное напряжение сети, а по токовой его обмотке протекает линейный ток. Поэтому мощность трехфазной системы в раз больше показания ваттметра P_ω, т. е. Р=Рω.

При несимметричной нагрузке одного ваттметра для определений мощности трехфазной системы недостаточно.

В четырехпроводной системе при несимметричной нагрузке необходимо включение трех ваттметров, обмотки напряжений которых включаются между нулевым и соответствующим линейным проводом. Каждый ваттметр измеряет мощность одной фазы и суммар­ная мощность трехфазной системы равна сумме показаний трех ваттметров, т. е. Р = Р₁ + Р₂ + Р₃.

В трехпроводной системе при несимметричной нагрузке наиболее часто используют схему двух ваттметров, которая не может быть использована в четырехпроводной системе. В схеме двух ваттметров обмотки напряжений каждого ваттметра соединены с входным зажимом обмотки тока и линейным проводом, оставшимся свободным. Полная мощность трехфазной системы равна сумме показа­ний ваттметров, т. е. Р=Р₁+Р₂

В лабораторной практике для этой схемы измерения мощности применяют один ваттметр и специальный переключатель, который без разрыва цепи тока дает возможность включать этот ваттметр как в один, так и в другой линейный провод.

При больших углах сдвига фаз между напряжением и током по­казания одного из ваттметров могут оказаться отрицательными и для измерения мощности необходимо изменить направление тока в обмотке тока, переключив ее. В этом случае суммарная мощность равна разности показаний ваттметров, т. е. Р = Р₁ — Р₂.

Энергия в трехфазной системе измеряется как однофазными, так и трехфазными счетчиками электрической энергии. Включение одно­фазных счетчиков в трехфазную сеть подобно включению ваттмет­ров, описанному выше.

Трехфазные счетчики составляются из двух или трех однофаз­ных, размещенных в одном корпусе и имеющих общий счетный ме­ханизм, и называются соответственно двухэлементными и трехэле­ментными. В трехпроводной системе (без нулевого провода) при­меняют двухэлементные, а в четыре проводной системе (с нулевым проводом) —трехэлементные счетчики. Схема включения счетчика электрической энергии указывается на съемной крышке, которой закрывается панель зажимов.

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 U_л=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

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

Папиллярные узоры пальцев рук – маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

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

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ – конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

В статье для упрощения обозначений линейные величины напряжения, тока и мощности трехфазной системы будут даваться без индексов, т. е. U, I и P.

Мощность трехфазного тока равна тройной мощности одной фазы.

При соединении в звезду PY=3·Uф·Iф· cos фи =3·Uф·I· cosфи .

При соединении в треугольник P=3·Uф·Iф· cos фи =3·U·Iф· cosфи .

На практике применяется формула, в которой ток и напряжение обозначают линейные величины и для соединения в звезду и в треугольник. В первое уравнение подставим Uф=U/1,73, а во второе Iф=I/1,73, получим общую формулу P= 1 ,73·U·I· cosфи .

1. Какую мощность P1 берет из сети трехфазный асинхронный двигатель, показанный на рис. 1 и 2, при соединении в звезду и треугольник, если линейное напряжение U=380 В, а линейный ток I=20 А при cosфи =0,7·

Вольтметр и амперметр показывают линейные значения, действующие значения.

Мощность двигателя по общей формуле будет:

P1=1 ,73·U·I· cosфи =1,73 · 380·20·0,7=9203 Вт=9,2 кВт.

Если подсчитать мощность через фазные значения тока и напряжения, то при соединении в звезду фазный ток равен Iф=I=20 А, а фазное напряжение Uф=U/1,73=380/1,73,

P1=3·Uф·Iф · cosфи =3·U/1,73·I· cosфи =31,7380/1,73·20·0,7;

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

При соединении в треугольник фазное напряжение Uф=U, а фазный ток Iф=I/ 1 ,73=20/ 1 ,73; таким образом,

P1=3·Uф·Iф · cosфи =3·U·I/ 1 ,73· cosфи ;

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

2. В четырехпроводную сеть трехфазного тока между линейными и нулевым проводами включены лампы, а к трем линейным проводам подключается двигатель Д, как показано на рис. 3.

На каждую фазу включены 100 ламп по 40 Вт каждая и 10 двигателей мощностью по 5 кВт. Какие активную и полную мощности должен отдавать генератор Г при sinфи=0,8 Каковы токи фазный, линейный и в нулевом проводе генератора при линейном напряжении U=380 В·

Общая мощность ламп Pл=3·100·40 Вт =12000 Вт = 12 кВт.

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

Общая мощность трехфазных двигателей Pд=10·5 кВт = 50 кВт.

Активная мощность, отдаваемая генератором, PГ и получаемая потребителем P1 равны, если пренебречь потерей мощности в проводах электропередачи:

P1= PГ=Pл+Pд=12+50=62 кВт.

Полная мощность генератора S=PГ/ cosфи =62/0,8=77,5 кВА.

В этом примере все фазы одинаково нагружены, а потому в нулевом проводе в каждое мгновение ток равен нулю.

Фазный ток обмотки статора генератора равен линейному току линии (Iф=I), а его значение можно получить, воспользовавшись формулой для мощности трехфазного тока:

I=P/( 1,73 ·U · cosфи )=62000/(1,73·380·0,8)=117,8 А.

3. На рис. 4 показано, что к фазе B и нулевому проводу подключена плитка мощностью 500 Вт, а к фазе C и нулевому проводу – лампа 60 Вт. К трем фазам ABC подключены двигатель мощностью 2 кВт при cosфи =0,7 и электрическая плита мощностью 3 кВт.

Чему равны общая активная и полная мощности потребителей· Какие токи проходят в отдельных фазах при линейном напряжении сети U=380 В

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

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

Общая полная мощность потребителей будет: Sобщ=500+60+2857+3000=6417 ВА = 6,417 кВА.

Ток электрической плитки Iп=Pп/Uф =Pп/(U· 1 ,73)=500/220=2,27 А.

Ток лампы Iл=Pл/Uл =60/220=0,27 А.

Ток электрической плиты определим по формуле мощности для трехфазного тока при cosфи =1 (активное сопротивление):

P= 1 ,73·U·I· cosфи = 1 ,73·U·I;

I=P/( 1 ,73·U)=3000/( 1 ,73 · 380)=4,56 А.

Ток двигателя IД=P/( 1,73 ·U· cosфи )=2000/( 1,73 ·380·0,7)=4,34 А.

В проводе фазы A течет ток двигателя и электрической плиты:

В фазе B течет ток двигателя, плитки и электрической плиты:

В фазе C течет ток двигателя, лампы и электрической плиты:

Везде даны действующие значения токов.

На рис. 4 показано защитное заземление З электрической установки. Нулевой провод заземляется наглухо у питающей подстанции и потребителя. Все части установок, к которым возможно прикосновение человека, присоединяются к нулевому проводу и тем самым заземляются.

При случайном заземлении одной из фаз, например C, возникает однофазное короткое замыкание и предохранитель или автомат этой фазы отключает ее от источника питания. Если человек, стоящий на земле, коснется неизолированного провода фаз A и B, то он окажется только под фазным напряжением. При незаземленной нейтрали фаза C не была бы отключена и человек оказался бы под линейным напряжением по отношениям к фазам A и B.

4. Какую подводимую к двигателю мощность покажет трехфазный ваттметр, включенный в трехфазную сеть с линейным напряжением U=380 В при линейном токе I=10 А и cosфи =0,7· К. п. д. двигателя =0,8 Чему равна мощность двигателя на валу (рис. 5)·

Ваттметр покажет подводимую к двигателю мощность P1 т. е. мощность полезную P2 плюс потери мощности в двигателе:

P1= 1,73 U·I· cosфи =1,73 · 380·10·0,7=4,6 кВт.

Полезная мощность, за вычетом потерь в обмотках и стали, а также механических в подшипниках

5. Трехфазный генератор отдает ток I=50 А при напряжении U=400 В и cosфи =0,7. Какая механическая мощность в лошадиных силах необходима для вращения генератора при к. п. д. генератора равна 0,8 (рис. 6)·

Активная электрическая мощность генератора, отдаваемая электродвигателю, PГ2=·(3·) U·I· cosфи =1,73·400·50·0,7=24220 Вт =24,22 кВт.

Механическая мощность, подводимая к генератору, PГ1 покрывает активную мощность PГ2 и потери в нем: PГ1=PГ2/Г =24,22/0,8 · 30,3 кВт.

Эта механическая мощность, выраженная в лошадиных силах, равна:

PГ1=30,3·1,36·41,2 л. с.

На рис. 6 показано, что к генератору подводится механическая мощность PГ1. Генератор преобразует ее в электрическую, которая равна

Эта мощность, активная и равна PГ2=1,73·U·I· cosфи , передается по проводам электродвигателю, в котором она преобразуется в механическую мощность. Кроме того, генератор посылает электродвигателю реактивную мощность Q, которая намагничивает двигатель, но в нем не расходуется, а возвращается в генератор.

Она равна Q=1,73·U·I·sinфи и не превращается ни в тепло, ни в механическую мощность. Полная мощность S=P· cosфи , как мы видели раньше, определяет только степень использования материалов, затраченных на изготовление машины. ]

6. Трехфазный генератор работает при напряжении U=5000 В и токе I=200 А при cosфи =0,8. Чему равен его к. п. д., если мощность, отдаваемая двигателем, вращающим генератор, равна 2000 л. с.

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

Мощность, развиваемая трехфазным генератором,

PГ2=(3·)U·I· cosфи =1,73·5000·200·0,8=1384000 Вт =1384 кВт.

К. п. д. генератора PГ2/PГ1 =1384/1472=0,94=94%.

7. Какой ток проходит в обмотке трехфазного трансформатора при мощности 100 кВА и напряжении U=22000 В при cosфи =1

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

Отсюда ток I=S/(1,73·U)=(100·1000)/(1,73·22000)=2,63 А. ;

8. Какой ток потребляет трехфазный асинхронный двигатель при мощности на валу 40 л. с. при напряжении 380 В, если его cosфи =0,8, а к. п. д.= 0,9

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

Подводимая к двигателю мощность, т. е. мощность, получаемая из сети,

Ток двигателя I=P1/(1,73·U·I· cosфи )=32711/(1,73 · 380·0,8)=62 А.

9. Трехфазный асинхронный двигатель имеет на щитке следующие данные: P=15 л. с.; U=380/220 В; cosфи =0,8 соединение – звезда. Величины, обозначенные на щитке, называются номинальными.

Чему равны активная, полная и реактивная мощности двигателя? Каковы величины токов: полного, активного и реактивного (рис. 7)?

Механическая мощность двигателя (полезная) равна:

Подводимая к двигателю мощность P1 больше полезной на величину потерь в двигателе:

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

Q=S·sinфи=16,25·0,6=9,75 кВАр (см. треугольник мощностей).

Ток в соединительных проводах, т. е. линейный, равен: I=P1/(1,73·U· cosфи )=S/(1,73·U)=16250/(1,731,7380)=24,7 А.

Активный ток Iа=I· cosфи =24,7·0,8=19,76 А.

Реактивный (намагничивающий) ток Iр=I·sinфи=24,7·0,6=14,82 А.

10. Определить ток в обмотке трехфазного электродвигателя, если она соединена в треугольник и полезная мощность двигателя P2=5,8 л. с. при к. п. д. =90%, коэффциенте мощности cosфи =0,8 и линейном напряжении сети 380 В.

Полезная мощность двигателя P2=5,8 л. с., или 4,26 кВт. Поданная к двигателю мощность

P1=4,26/0,9=4,74 кВт. I=P1/(1,73·U· cosфи )=(4,74·1000)/(1,73 · 380·0,8)=9,02 А.

При соединении в треугольник ток в обмотке фазы двигателя будет меньше, чем ток подводящих проводов: Iф=I/1,73=9,02/1,73=5,2 А.

11. Генератор постоянного тока для электролизной установки, рассчитанный на напряжение U=6 В и ток I=3000 А, в соединении с трехфазным асинхронным двигателем образует двигатель-генератор. К. п. д. генератора Г=70%, к. п. д. двигателя Д=90%, а его коэфициент мощности cosфи =0,8. Определить мощность двигателя на валу и подводимую к нему мощность (рис. 8 и 6).

Полезная мощность генератора PГ2=UГ·IГ=61,73000=18000 Вт.

Подводимая к генератору мощность равна мощности на валу P2 приводного асинхронного двигателя, которая равна сумме PГ2 и потерь мощности в генераторе, т. е. PГ1=18000/0,7=25714 Вт.

Активная мощность двигателя, подаваемая к нему из сети переменного тока,

P1 =25714/0,9=28571 Вт = 28,67 кВт.

12. Паровая турбина с к. п. д. ·Т=30% вращает генератор с к. п. д. = 92% и cosфи = 0,9. Какую подводимую мощность (л. с. и ккал/сек) должна иметь турбина, чтобы генератор обеспечивал ток 2000 А при напряжении U=6000 В (Перед началом расчета см. рис. 6 и 9.)

Мощность генератора переменного тока, отдаваемая потребителю,

PГ2=1,73 · U·I· cosфи =1,73·6000·2000·0,9=18684 кВт.

Подводимая к генератору мощность равна мощности P2 на валу турбины:

Подводимая к турбине при помощи пара мощность

или P1=67693·1,36=92062 л. с.

Подводимую мощность к турбине в ккал/сек определим по формуле Q=0,24·P·t;

13. Определить сечение провода длиной 22 м, по которому идет ток к трехфазному двигателю мощностью 5 л. с. напряжением 220 В при соединении обмотки статора в треугольник. cosфи =0,8; ·=0,85. Допустимое падение напряжения в проводах U=5%.

Подводимая к двигателю мощность при полезной мощности P2

По соединительным проводам протекает ток I=P1/(U·1,73· cosфи ) = 4430/(220·1,73·0,8)=14,57 А.

В трехфазной линии токи складываются геометрически, поэтому падение напряжения в проводе следует брать U : 1,73 , а не U : 2, как при однофазном токе. Тогда сопротивление провода:

где U – в вольтах.

Сечение проводов в трехфазной цепи получается меньшим, чем в однофазной.

14. Определить и сравнить сечения проводов для постоянного переменного однофазного и трехфазного токов. К сети подсоединены 210 ламп по 60 Вт каждая на напряжение 220 В, находящиеся на расстоянии 200 м, от источника тока. Допустимое падение напряжения 2%.

а) При постоянном и однофазном переменном токах, т. е. когда имеются два провода, сечения будут одинаковыми, так как при осветительной нагрузке cosфи =1 и передаваемая мощность

а ток I=P/U=12600/220=57,3 А.

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

Сопротивление двух проводов r=U/I·4,4/57,3=0,0768 Ом.

Для передачи мощности необходимо общее сечение проводов 2·S1=2·91,4=182,8 мм2 при длине провода 200 м.

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

При cosфи =1 передаваемая по проводам мощность P=1,73·Uл·I.

Допустимое падение напряжения в одном проводе трехфазной сети не U·2 (как в однофазной сети), a U·1,73. Сопротивление одного провода в трехфазной сети будет:

Общее сечение проводов для передачи мощности 12,6 кВт в трехфазной сети при соединении в треугольник меньше, чем в однофазной: 3·S3ф=137,1 мм2.

в) При соединении в звезду необходимо линейное напряжение U=380 В, чтобы фазное напряжение на лампах было 220 В, т. е. чтобы лампы включались между нулевым проводом и каждым линейным.

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

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

Общее сечение при соединении в звезду – самое маленькое, что достигается увеличением напряжения тока для передачи данной мощности: 3·S3зв=3·25,15=75,45 мм2.

Расчет мощности электических ТЭНов

Оптимальным источником энергии, для нагрева испарительной емкости, является квартирная электрическая сеть, напряжением 220 В. Можно просто использовать для этих целей бытовую электроплиту. Но, при нагреве на электроплите, много энергии расходуется на бесполезный нагрев самой плиты, а также излучается во внешнюю среду, от нагревательного элемента, не совершая при этом, полезной работы. Эта, понапрасну затрачиваемая энергия, может достигать приличных значений — до 30-50 %, от общей затраченной мощности на нагрев куба. Поэтому использование обычных электроплит, является нерациональным с точки зрения экономии. Ведь за каждый лишний киловатт энергии, приходится платить. Наиболее эффективно использовать врезанные в испарительную емкость эл. ТЭНы. При таком исполнении, вся энергия расходуется только на нагрев куба + излучение от его стенок вовне. Стенки куба, для уменьшения тепловых потерь, необходимо теплоизолировать. Ведь затраты на излучение тепла, от стенок самого куба могут так же, составлять до 20 и более процентов, от всей затрачиваемой мощности, в зависимости от его размеров. Для использования в качестве нагревательных элементов врезанных в емкость, вполне подходят ТЭНы, от бытовых эл.чайников, или другие подходящие по размерам. Мощность таких ТЭНов, бывает разная. Наиболее часто применяются ТЭНы с выбитой на корпусе мощностью 1.0 кВт и 1.25 кВт. Но есть и другие.

Поэтому мощность 1-го ТЭНа, может не соответствовать по параметрам, для нагрева куба и быть больше или меньше. В таких случаях, для получения необходимой мощности нагрева, можно использовать несколько ТЭНов, соединенных последовательно или последовательно-параллельно. Коммутируя различные комбинации соединения ТЭНов, переключателем от бытовой эл. плиты, можно получать различную мощность. Например имея восемь врезанных ТЭНов, по 1.25 кВт каждый, в зависимости от комбинации включения, можно получить следующую мощность.

1. 625 Вт
2. 933 Вт
3. 1,25 кВт
4. 1,6 кВт
5. 1,8 кВт
6. 2,5 кВт

Такого диапазона вполне хватит для регулировки и поддержания нужной температуры при перегонке и ректификации. Но можно получить и иную мощность, добавив количество режимов переключения и используя различные комбинации включения.

Последовательное соединение 2-х ТЭНов по 1.25 кВт и подключение их к сети 220В, в сумме дает 625 Вт. Параллельное соединение, в сумме дает 2.5 кВт.

Рассчитать можно по следующей формуле.

Мы знаем напряжение, действующее в сети, это 220В. Далее мы так же знаем мощность ТЭН, выбитую на его поверхности допустим это 1,25 кВт, значит, нам нужно узнать силу тока, протекающую в этой цепи. Силу тока, зная напряжение и мощность, узнаем из следующей формулы.

Сила тока = мощность, деленная на напряжение в сети.

Записывается она так: I = P / U.

Где I — сила тока в амперах.

P — мощность в ваттах.

U — напряжение в вольтах.

При подсчете нужно мощность, указанную на корпусе ТЭН в кВт, перевести в ватты.

1,25 кВт = 1250Вт. Подставляем известные значения в эту формулу и получаем силу тока.

I = 1250Вт / 220 = 5,681 А

Далее зная силу тока подсчитываем сопротивление ТЭНа, по следующей формуле.

R = U / I, где

R — сопротивление в Омах

U — напряжение в вольтах

I — сила тока в амперах

Подставляем известные значения в формулу и узнаем сопротивление 1 ТЭНа.

R = 220 / 5.681 = 38,725 Ом.

Далее подсчитываем общее сопротивление всех последовательно соединенных ТЭНов. Общее сопротивление равно сумме всех сопротивлений, соединенных последовательно ТЭНов

Rобщ = R1+ R2 + R3 и т.д.

Таким образом, два последовательно соединенных ТЭНа, имеют сопротивление равное 77,45 Ом. Теперь нетрудно подсчитать мощность выделяемую этими двумя ТЭНами.

P = U² / R где,

P — мощность в ваттах

U²— напряжение в квадрате, в вольтах

R — общее сопротивление всех посл. соед. ТЭНов

P = 624,919 Вт, округляем до значения 625 Вт.

Далее при необходимости можно подсчитать мощность любого количества последовательно соединенных ТЭНов, или ориентироваться на таблицу.

Таблица 1.1. Значения для последовательного соединения ТЭНов при напряжении 220В.

Кол-во ТЭН	Мощность (Вт)	Сопротивление (Ом)	Сила тока (А)
1	1250	38,8	5,7
2	625	77,5	2,8
3	416	116,2	1,9
4	312	154,9	1,4
5	250	193,6	1,1
6	208	232,4	0,9
7	178	271	0,8
8	156	309,8	0,7

Таблица 1.2. Значения для параллельного соединения ТЭНов при напряжении 220В.

Кол-во ТЭН	Мощность (Вт)	Сопротивление (Ом)	Сила тока (А)
2	2500	19,4	11,4
3	3750	12,9	17
4	5000	9,7	22,7
5	6250	7,7	28,4
6	7500	6,5	34
7	8750	5,5	39,8
8	10000	4,8	45,5

Еще один немаловажный плюс, который дает последовательное соединение ТЭНов, это уменьшенный в несколько раз протекающий через них ток, и соответственно малый нагрев корпуса нагревательного элемента, тем самым не допускается пригорание браги во время перегонки и не привносит неприятного дополнительного вкуса и запаха в конечный продукт. Так же ресурс работы ТЭНов, при таком включении, будет практически вечным.

Расчеты выполнены для ТЭНов, мощностью 1.25 кВт. Для ТЭНов другой мощности, общую мощность нужно пересчитать согласно закона Ома, пользуясь выше приведенными формулами.

Трехфазный ток — расчет

Трехфазная мощность и ток

Мощность, потребляемая цепью (одно- или трехфазной), измеряется в ваттах Вт (или кВт). Произведение напряжения и тока является полной мощностью и измеряется в ВА (или кВА). Соотношение между кВА и кВт — это коэффициент мощности (pf):

кВт = кВА x pf

, который также можно выразить как:

кВА = кВт / пф

Однофазная система

это самый простой способ справиться.Учитывая кВт и коэффициент мощности, можно легко рассчитать кВА. Сила тока — это просто кВА, деленная на напряжение. В качестве примера рассмотрим нагрузку, потребляющую 23 кВт мощности при 230 В и коэффициенте мощности 0,86:

кВА = кВт / коэффициент мощности = 23 / 0,86 = 26,7 кВА (26700ВА)

Ток = ВА / напряжение = 26700/230 = 116 А

Примечание: вы можете выполнять эти уравнения либо в ВА, В и А, либо в кВА, кВ и КА, в зависимости от параметров, с которыми вы имеете дело.Для преобразования ВА в кВА просто разделите на 1000.

Трехфазная система

Основное различие между трехфазной системой и однофазной системой — это напряжение. В трехфазной системе линейное напряжение (В _LL ) и фазное напряжение (В _LN ) связаны следующим образом:

В _LL = √3 x V _LN

или, как вариант:

V _LN = V _LL / √3

. Самый простой способ решить трехфазные проблемы — преобразовать их в однофазные.Возьмем трехфазный двигатель (с тремя одинаковыми обмотками), потребляющий заданную кВт. Мощность в кВт на обмотку (однофазная) должна быть разделена на 3. Точно так же трансформатор (с тремя обмотками, каждая из которых идентична), питающий данную кВА, будет иметь каждую обмотку, обеспечивающую треть общей мощности. Чтобы преобразовать трехфазную задачу в однофазную, возьмите общую мощность в кВт (или кВА) и разделите ее на три.

В качестве примера рассмотрим сбалансированную трехфазную нагрузку, потребляющую 36 кВт при коэффициенте мощности 0.86 и линейное напряжение 400 В (В _LL ):

Примечание: линейное напряжение (фаза) В _LN = 400 / √3 = 230 В
трехфазная мощность 36 кВт, однофазная мощность = 36/3 = 12 кВт
теперь просто следуйте описанному выше однофазному методу

кВА = кВт / коэффициент мощности = 12 / 0,86 = 13,9 кВА (13900 ВА)

Ток = ВА / напряжение = 13900 / 230 = 60 А

Достаточно просто. Чтобы найти мощность при заданном токе, умножьте его на напряжение, а затем на коэффициент мощности, чтобы преобразовать его в Вт.Для трехфазной системы умножьте на три, чтобы получить общую мощность.

Несбалансированные трехфазные системы

Вышеупомянутое относится к сбалансированным трехфазным системам. То есть ток в каждой фазе одинаковый, и каждая фаза обеспечивает или потребляет одинаковое количество энергии. Это типично для систем передачи энергии, электродвигателей и аналогичного оборудования.

Часто, когда задействованы однофазные нагрузки, например, в жилых и коммерческих помещениях, система может быть несбалансированной, так как каждая фаза имеет разный ток и доставляет или потребляет разное количество энергии.

Сбалансированные напряжения

К счастью, на практике напряжения имеют тенденцию быть фиксированными или очень небольшими. В этой ситуации, немного подумав, можно распространить вышеупомянутый тип расчета на трехфазные системы с несимметричным током. Ключом к этому является то, что сумма мощности в каждой фазе равна общей мощности системы.

Например, возьмем трехфазную систему 400 В (В _LL ) со следующими нагрузками: фаза 1 = 80 A, фаза 2 = 70 A, фаза 3 = 82 A

напряжение между фазой и нейтралью. В _LN = 400 / √3 = 230 В
Полная мощность фазы 1 = 80 x 230 = 18 400 ВА = 18.4 кВА
полная мощность фазы 2 = 70 x 230 = 16100 ВА = 16,1 кВА
полная мощность фазы 3 = 82 x 230 = 18 860 ВА = 18,86 кВА
Общая трехфазная мощность = 18,4 + 16,1 + 18,86 = 53,36 кВА

Дано аналогично по мощности в каждой фазе можно легко найти фазные токи. Если вам также известен коэффициент мощности, вы можете преобразовать его из кВА в кВт, как показано ранее.

Несимметричные напряжения

Если напряжения становятся несимметричными или есть другие соображения (т.е.е. несбалансированный фазовый сдвиг), то необходимо вернуться к более традиционному анализу сети. Системные напряжения и токи можно найти, подробно изобразив схему и используя законы Кирхгофа и другие сетевые теоремы.

Как выбрать подходящий генератор

Если вы уже рассчитали общую фактическую нагрузку (общая трехфазная мощность), теперь вы можете использовать следующие формулы, чтобы выбрать подходящий генератор.

, во-первых, есть два термина мощности дизель-генераторов, один — резервная мощность, а второй — основная мощность

Основная мощность генераторной установки

Основная мощность генераторной установки соответствует 100% мощности генератора, и именно здесь применяется переменная нагрузка и неограниченное часовое использование со средним коэффициентом нагрузки 80% от основного номинала в течение каждого 24-часового периода.Отмечая, что перегрузка 10% разрешена в течение 1 часа за каждые 12 часов работы.

Резервная мощность генераторной установки

Резервная мощность генераторной установки составляет 110% мощности генератора, и именно здесь применяется переменная нагрузка, ограниченная годовым использованием до 500 часов. , из которых 300 часов могут работать непрерывно. Отметив, что перегрузка недопустима.

Заключение:

, поэтому, если вы выбираете правильный генератор для расчетной общей нагрузки, вам следует умножить общую нагрузку на 1.25, чтобы получить максимальную мощность. благодаря этому вы теперь работаете на 80% от основной мощности.

примечание: рекомендуется добавлять дополнительную виртуальную нагрузку к общей нагрузке, например 10%, для будущего добавленного оборудования. и вы не должны опускаться ниже 40% от основной мощности.

Формула для расчета трехфазной мощности pdf

Ток (I): введите ток в амперах (A). Коммутационные потери 2 РАСЧЕТ РЕАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ В ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЕ Следующие ниже калькуляторы вычисляют активную мощность в трехфазной системе на основе квар и кВА или напряжения, тока и коэффициента мощности.Система на единицу (о.е.) для расчета импеданса. Система на единицу измерения объединяет все значения энергосистемы в общую базу, поэтому их можно легко сравнивать по всей системе. Определите падение напряжения в трехфазной цепи 380 В с током 100 А, длиной 150 м и сечением 50 мм в стальном трубопроводе. Анализ трехфазного выпрямителя с резистивной нагрузкой: Обозначение: Пусть V m = Пиковое напряжение между фазой и нейтралью. Полезная формула интегрирования: 4 3 6 6 cos () 6 ∫ 2 = + π ω ω π π td t 1.Параметры: Калькулятор трехфазной мощности рассчитывает ток активной и реактивной мощности по следующим параметрам: Напряжение (В): введите межфазное (\ (V_ {LL} \)) напряжение для трехфазного источника переменного тока в вольт. Одна половина меди. При работе две однофазные линии тока распределяются между тремя выходными линиями питания от фазового преобразователя. Box 41869 Austin, Texas 78704 Тел .: 512.444.1835 Факс: 512.444.5522 Rio Grande Valley 1409 N. Stuart Place Road Suite E Тел .: 956.412 VD = 1.732 x Количество фаз — напряжения и токи в данной фазе… Это обеспечивает превосходные рабочие характеристики трехфазных двигателей. Ответ: Применяя трехфазную формулу для падения напряжения, где: K = 21,2 Ом-см-мил / фут для алюминия; I = 100 ампер; D = 80 футов; см = 83690 см Трехфазный ток не является невозможным, но формула для общего тока немного сложнее для трех фаз, которые не являются одинаковой нагрузкой на фазу. Мы должны быть осторожны, чтобы использовать правильные величины при расчете мощности.сдвинуты по фазе на 120 друг от друга, сумма тока в любой момент равна нулю, и в обратной линии нет тока. Электротехнические товары оптом. Для начала, трехфазная силовая база (база S) и база линейного напряжения Входная нагрузка кВт и нагрузка кВАр в Калькулятор-1 или линейное напряжение (кВ) и ток (А) в Калькулятор-2, чтобы рассчитать общую мощность (кВА). Уравнение крутящего момента трехфазного асинхронного двигателя: крутящий момент (T), развиваемый в трехфазном асинхронном двигателе, зависит от следующих трех факторов: Во-первых, вращающееся магнитное поле, которое отвечает за создание наведенной ЭДС в роторе (φ). ток ротора в рабочем состоянии двигателя (I2), коэффициент мощности ротора […] / 10 / Основная установка теории состоит в том, что любые несбалансированные системные величины (ток или напряжение) могут быть разложены на 3 симметричных набора сбалансированных векторов: Положительный результат Промышленные применения, такие как двигатели большой мощности, сварочное оборудование, имеют постоянную выходную мощность, если они представляют собой трехфазные системы (подлежит обсуждению).Номинальная мощность в кВА (киловольт-амперы), первичное напряжение, вторичное напряжение, расположение ответвлений. Важные определения, условные обозначения и правила расчета для систем напряжения с трехфазной четырехпроводной схемой «звезда» и трехпроводной схемы, настроенные по схеме «треугольник», перечислены в следующем списке без «беспорядочной» векторной математики. Большая часть энергии переменного тока сегодня вырабатывается и распределяется как трехфазная мощность, в которой три синусоидальных напряжения генерируются в противофазе друг с другом. 3. Этот график панели рассчитывает либо 1, либо 3 фазы, есть функция «ЕСЛИ», которая рассчитывает на основе записи типа фазы в верхней части электронной таблицы (снова 1 или 3).В трехфазной системе есть два типа соединений: ЗВЕЗДА (Y) и ДЕЛЬТА (сетка). Расчет трехфазных ампер переменного тока в киловатты Расчет с линейным напряжением Мощность P в киловаттах (кВт) равна квадратному корню из 3-х кратного коэффициента мощности PF, умноженного на фазный ток I в амперах (A), умноженного на линейное среднеквадратичное значение напряжение V LL в вольтах (В), деленное на 1000: при однофазном питании переменного тока имеется только одно синусоидальное напряжение. Пиковое выходное напряжение = пиковое значение линейного напряжения = 3 × В · м 2. В этом посте мы подробно расскажем, как рассчитать требуемую кВА для трехфазного трансформатора.общая 3-фазная мощность SB li lt V линейное напряжение VB Тогда базовый линейный ток I BB = SS BB / √3VB полное сопротивление ZV / √3IV2 / SB = BB = BB Пример 2 Питание: 400 В, 50 Гц, 3400 В, 50 Гц , 3-фазная нагрузка: 3 одинаковые катушки с Z = 20 + j15 Ом в соединении звездой. Сотни электротехнической продукции и инструментов на выбор. 2013 PDH Center 5272 Meadow Estates Drive Fairfax, VA 22030 USA Телефон: 703-988-0088 В трехфазной системе мощность, подаваемая на нагрузку, одинакова в любой момент. Поскольку формула, которая вычисляет площади двух треугольников, аналогична формуле, которая вычисляет потери мощности во время перехода нарастания и спада, вычисление потерь при переключении может быть аппроксимировано с помощью простого вычисления числа.Чтобы вычислить, какая входная мощность необходима, квадратный корень из трех (1,732) используется как множитель значения трехфазного тока, указанного на паспортной табличке двигателя. Мощность, выдаваемая трехфазной цепью, также пульсирует, но никогда не падает до нуля, рис. 12-2. Формула для расчета уменьшения этих потерь, известная как потери I 2 R, представлена ​​следующим образом: Типы подключения трехфазного переменного тока В трехфазных цепях есть два типа подключения: Y (звезда) и Δ (треугольник) Каждый генератор и каждая нагрузка может быть подключена по схеме Y или Δ.В энергосистеме можно смешивать любое количество Y- и Δ-соединенных элементов. Фактически, расчет мощности в кВА для трехфазного трансформатора: Напряжение измеряется через сетевое соединение с L1, L2, L3 и N. Ток трех фаз подается на IL1, IL2, IL3 и IN через трансформаторы тока. Это преимущество проявляется в основном в тех случаях, когда к двигателям проложены длинные проводники или сильно нагружены электрические распределительные системы. Отображается среднее значение вывода. Это вторичный служебный канал.Коэффициент √3 может использоваться только для преобразования между системами или масштабирования измерений только одного ваттметра в сбалансированных линейных системах. Ориентация фазора: Самый простой способ рассчитать мощность — это если мы начнем с трехфазной системы звездой, потому что расчет просто в три раза превышает однофазную мощность. Для фазы 3 нам нужно использовать формулу Пример: при 30 градусах для фазы 3 мы должны получить значение 84,85 для источника питания 120 В 155,56 для источника питания 220 В 162,63 для источника питания 230 В 169,71 для источника питания 240 В Так что просто завершите этот расчет для каждого сегмент до Дистрибьютора электрооборудования, поставляющего все, от лампочек и диммеров до ПЛК и оборудования для промышленной автоматизации.Трехфазные генераторы могут приводиться в действие постоянной силой или крутящим моментом (подлежит обсуждению). Это видео посвящено расчету силы тока трехфазного двигателя или руководству по расчету тока трехфазного двигателя. 5. Используйте таблицу в этом руководстве по расчетам, чтобы найти формулу 2. В этом видео есть краткое объяснение трехфазной системы электричества. 2 НЕБАЛАНСИРОВАННАЯ НАГРУЗКА, ПОДКЛЮЧЕННАЯ ТРЕУГОЛЬНИКОМ Линейные токи не будут равны, и у них не будет разности фаз 120, как это было в случае сбалансированных нагрузок. пример расчета для определения падения напряжения.3 Почему трехфазный? общий инструмент, используемый для анализа неисправностей трехфазной энергосистемы. Анализатор мощности с функцией векторной математики также преобразует фазу в нейтральную (или звездочку) величины в фазу в фазу (или дельту). Трехфазный модуль измерения мощности 750-494 измеряет электрические данные в трехфазной сети питания. Утвержденный курс PDH для поставщиков непрерывного образования E336 Расчет токов в сбалансированных и несбалансированных трехфазных цепях Joseph E. Fleckenstein, P.E. Это относительно простой расчет для трехфазного питания.1 Коррекция трехфазного коэффициента мощности с использованием подхода венского выпрямителя и модульной конструкции для повышения общей производительности, эффективности и надежности1 Г-н Абхиджит Д. Патак, г-н Ральф Э. Лочер, профессор Химаншу С. Мазумдар, Расчет трехфазного коэффициента мощности ( Напряжение между фазой и нейтралью), где мощность-кВт, напряжение между фазой в вольтах и ​​ток-амперы. РАСЧЕТ ОБЩЕЙ МОЩНОСТИ В ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЕ Следующая формула рассчитывает полную мощность в трехфазной системе на основе кВт и кВАр или напряжения и тока.Цепь Бхавеш М. Джесадиа, Департамент электротехники EE (210005) 2 • Теперь мы рассматриваем 3 катушки C 1 (R-фаза), C ​​2 (Y-фаза) и C 3 (B-фаза), которые смещены на 1200 друг от друга на одной оси. Потери мощности из-за передачи тока можно значительно снизить за счет улучшения коэффициента мощности. В трехфазном переменном токе в короткоклетке и конном роторе Однофазное питание переменного тока Austin 3901 Woodbury Drive P.O. Итак, VD = 1,732 x 21,2 x 100 x 80/83690 = 3,51 Падение напряжения. Пример 3 — Найдите необходимый размер медного провода. Анализ мощности переменного тока, 3 фазы, подготовленный для лаборатории электротехники II, ECE L302 Центром электроэнергетики Мохаммеда Муталиба. Основные концепции производства электроэнергии (резюме) 1-фазный: V, I, S, P, Q, PF Сбалансированный 3-фазный В трехфазной системе 120 требуется только 3 провода для передачи энергии, для которой в противном случае потребовалось бы 6 проводов.

Консультант по ландшафтному дизайну, Клипш Три помощника Google, Влажный подвал летом, Bdo Exploits 2020, Самая дешевая земля в Огайо, Структурированные размеры упаковки, Потливость при менопаузе груди, Краткое содержание старых дьяволов, Названия улиц в южной части центра Лос-Анджелеса, Семена Strobilanthes Dyerianus, Бесщеточная дрель с прямым углом Makita, 61 клавишная электронная клавиатура, Правовая стратегия предотвращения, Ge Pgb911sejss Обзоры, Как подать греческую халву,

Просмотры сообщений: 1

Вам также может понравиться

Генерация трехфазного питания в трехфазных цепях

Питание в трехфазных цепях

Трехфазное питание в основном используется для выработки, передачи и распределения электроэнергии из-за их превосходства.Он более экономичен по сравнению с однофазным питанием и требует для питания трех токоведущих проводов. Мощность в однофазной системе или цепи определяется соотношением, показанным ниже:

Где,

В — однофазное напряжение, т.е. В _ф.
I — однофазное напряжение, т.е. I _ф. и
Cosϕ — коэффициент мощности цепи.

Состав:

В трехфазных цепях (сбалансированная нагрузка) мощность определяется как сумма различных мощностей в трехфазной системе.т.е.

Мощность в соединениях звездой в трехфазных цепях задается как

.

Фазное и линейное напряжение при соединении звездой представлено, как показано ниже:

Следовательно, уравнение (1) можно записать как:

Мощность при соединении треугольником в трехфазных цепях определяется уравнением, показанным ниже:

При соединении треугольником соотношение между фазным и линейным напряжением и фазой и линейным током определяется как:

Следовательно, уравнение (3) можно записать как

Таким образом, общая мощность в 3-фазной системе сбалансированной нагрузки, независимо от их соединений, независимо от того, подключена ли система звездой или треугольником, мощность определяется соотношением:

√3 V _L I _L Cosϕ

Единица измерения — киловатт (кВт) или ватт (Вт).

Полная мощность определяется как

Единица измерения полной мощности — киловольт-ампер (кВА) или вольт-ампер (ВА).

Аналогично, Реактивная мощность определяется уравнением:

Его единицы — реактивные киловольт-амперы (кВАр) или вольт-амперные реактивные (ВАР).

Генерация трехфазных ЭДС в трехфазной цепи

В трехфазной системе есть три равных напряжения или ЭДС одной частоты, имеющих разность фаз 120 градусов.Эти напряжения могут создаваться трехфазным генератором переменного тока с тремя одинаковыми обмотками, электрически смещенными друг от друга на 120 градусов.

Когда эти обмотки остаются неподвижными, а магнитное поле вращается, как показано на рисунке A ниже, или когда обмотки остаются неподвижными, а магнитное поле вращается, как показано ниже на рисунке B, в каждой обмотке индуцируется ЭДС. Величина и частота этих ЭДС одинаковы, но смещены друг от друга на угол 120 градусов.

Рассмотрим три идентичные катушки a ₁ a ₂ , b ₁ b ₂ и c ₁ c ₂ , как показано на рисунке выше. На этом рисунке a ₁ , b ₁ и c ₁ — это начальные клеммы, а a ₂ , b ₂ и c ₂ — конечные клеммы трех катушек. Между пусковыми клеммами необходимо поддерживать разность фаз в 120 градусов: a ₁ , b ₁ и c ₁ .

Теперь пусть три катушки установлены на одной оси, и они вращаются, либо удерживая катушку в неподвижном состоянии и перемещая магнитное поле, либо наоборот, против часовой стрелки со скоростью (ω) радиан в секунду. В трех катушках индуцируются три ЭДС соответственно.

Рассматривая фигуру C, анализ их величин и направлений представлен следующим образом:

ЭДС, индуцированная в катушке a ₁ a ₂ , равна нулю и увеличивается в положительном направлении, как показано формой волны на рисунке C выше, представленной как e _a1a2 .

Катушка b ₁ b ₂ находится на 120 градусов электрически позади катушки a ₁ a ₂ . ЭДС, индуцированная в этой катушке, является отрицательной и становится максимально отрицательной, как показано волной e _b1b2 .

Точно так же катушка c ₁ c ₂ находится на 120 градусов электрически позади катушки b ₁ b ₂ , или мы также можем сказать, что катушка c ₁ c ₂ находится на 240 градусов позади катушки катушка а ₁ а ₂ .ЭДС, индуцированная в катушке, является положительной и уменьшается, как показано на рисунке C, представленном формой волны e _c1c2 .

Фазорная диаграмма

ЭДС, индуцированные в трех катушках в трехфазных цепях, имеют одинаковую величину и частоту и смещены на угол 120 градусов друг от друга, как показано ниже на векторной диаграмме:

Эти ЭДС трехфазных цепей могут быть выражены в форме различных уравнений, приведенных ниже:

Это все о производстве трехфазного питания в трехфазных цепях.

Расчет импеданса на единицу и базы

Расчет единичного и базового импеданса Веб-страница не работает, так как JavaScript не включен. Скорее всего, вы просматриваете с помощью веб-сайта Dropbox или другой ограниченной среды браузера.

Следующие ниже калькуляторы вычисляют различные базовые и единичные величины, обычно используемые инженерами энергосистем в системе анализа на единицу.

Calculator-1

---

Известные переменные: Базовая трехфазная мощность, базовое линейное напряжение

Формулы и переменные

---

Изменение базовой формулы

Единичные расчеты конденсаторного блока

9707000 9356000

970 9356000 9000 9000 970 970 9356000 000

Где:

Z BASE = Базовое сопротивление

КВ LL = Базовое напряжение (Киловольт между фазами)

МВА 3Ф = Базовая мощность

A = Базовый ток

Z PU = Импеданс на единицу

Z PU ДАННЫЙ = Указанный на единицу импеданс

Z = Импеданс элемента схемы (т.е.е. Конденсатор, реактор, трансформатор, кабель и т. Д.)

X C = Импеданс блока конденсаторов (Ом)

X C-PU = Импеданс блока конденсаторов на единицу

MVAR 3ɸ = 3-фазный номинал конденсаторной батареи

X «= Субпереходное реактивное сопротивление двигателя

LRM = Умножитель заторможенного ротора

Предпосылки

---

Система расчета на единицу — это метод, посредством которого системные импедансы и величины нормализуются по разным уровням напряжения к общей базе.Устранение влияния переменных напряжений упрощает необходимые расчеты.

Чтобы использовать метод на единицу, мы нормализуем все системные импедансы (и проводимости) в рассматриваемой сети к общей базе. Эти нормированные импедансы называются импедансами на единицу. Любой импеданс на единицу будет иметь одинаковое значение как на первичной, так и на вторичной обмотке трансформатора и не зависит от уровня напряжения.

Сеть с импедансом на единицу может быть затем решена с помощью стандартного сетевого анализа.

Существует четыре основных величины: базовая МВА, базовая КВ, базовое сопротивление и базовый ампер. Когда любые два из четырех назначены, два других могут быть получены. Обычной практикой является присвоение базовых значений исследования MVA и KV. Затем вычисляются базовые амперы и базовые сопротивления для каждого из уровней напряжения в системе. Назначенный MVA может быть рейтингом MVA одного из преобладающих элементов системного оборудования или более удобным числом, например 10 МВА или 100 МВА. Выбор последнего имеет некоторое преимущество общности, когда проводится много исследований, в то время как первый выбор означает, что импеданс или реактивное сопротивление по крайней мере одного значимого компонента не нужно будет преобразовывать в новую базу.Номинальные линейные системные напряжения обычно используются в качестве базовых напряжений, а трехфазное питание используется в качестве базового питания.

ECE 494 — Лаборатория 1: Измерение трехфазной мощности

Эксперимент 1: Измерение трехфазной мощности

Цели

• Для демонстрации линейных и фазовых соотношений в 3-фазных симметричных сетях.
• Изучить и продемонстрировать двухваттметровый метод измерения мощности в 3-фазных сетях.

Оборудование

• Два цифровых мультиметра со склада.
• Один комплект банановых кабелей и измеритель качества электроэнергии Fluke 43B со склада.
• Тележка с резисторной нагрузкой HMRL-3.
• Один трехфазный вариак.
• Один маленький ваттметр в черном ящике (измеритель мощности переменного тока Murata)
• Одна распределительная коробка из шкафа или простой фазный выключатель.

Список литературы

• Ричард Дорф, Введение в электрические схемы, гл. 11, 9-е издание, John Wiley & Sons, Inc., 2013.
• Д. Джонсон, Дж. Джонсон, Дж. Хилберн, Анализ электрических цепей, гл. 9, 10, 3-е издание, Prentice Hall, N.J., 1997.
• Туран Генен, Электрические машины с MATLAB, стр. 17-41, 2-е издание, CRC Press, Бока-Ратон, Флорида, 2012.

Фон

Трехфазные симметричные сети используются в электроэнергетике из соображений экономии и представление.Трехфазные генераторы и двигатели работают плавно, без пульсаций крутящего момента, в отличие от однофазных машин. Кроме того, сбалансированные трехфазные системы могут работать как трехпроводная или четырехпроводная система с гораздо меньшим количеством меди, необходимой для подачи питания в качестве по сравнению с тремя однофазными системами.

На электростанции обмотки трехфазной машины расположены так, чтобы обеспечивать три напряжения, каждое на 120 ° друг от друга во времени и, в общей системе сбалансированной системы , обычно все одной величины.Эти три источника напряжения могут быть соединены звездой. (Y) или дельта (∆) конфигурация. Трехфазные нагрузки также могут быть подключены звездой или звездой. дельта-соединения. Соединение «звезда» имеет центральный узел, к которому может подключаться нейтральный провод. быть соединенным, но соединение треугольником представляет собой трехпроводную систему без узла для нейтрали или заземление) соединение.

Для измерения мощности в трехфазной системе необходимо использовать три ваттметра, каждый подключен к нейтрали для общей клеммы, и каждый отвечает на фазу-нейтраль напряжение и линейный ток.Затем нужно сложить мощности, указанные на каждом ваттметре. Анализ такой схемы показывает, что один ваттметр является избыточным, следовательно, двухваттметр является избыточным. Метод измерения трехфазной мощности был разработан для трехпроводных систем. Этот метод удовлетворительно, даже если нагрузки неуравновешены. Необходимо подключить ваттметры. с учетом полярности их катушек. Когда ток входит в отмеченный терминал токовой катушки, а положительное напряжение подключается к отмеченному выводу катушка напряжения, показание представляет потребляемую мощность.В этом случае алгебраическая сумма ваттметров определяет общую мощность нагрузки. В реактивных цепях может потребоваться чтобы перевернуть текущую катушку на один ваттметр, чтобы получить более высокое отклонение. Это показание считается отрицательным, когда полная мощность определяется алгебраически.

Если трехфазная система имеет четыре провода, необходимо использовать три ваттметра, если только известно, что система сбалансирована, и поэтому в нейтрали нет тока. провод.Для любой симметричной системы проводов N необходимо использовать N — 1 ваттметры для измерения общей мощности.

Предварительная лаборатория

1. Предположим, что фазное напряжение составляет 120 В (линейное напряжение 208 В) на рисунке 1.1, и что три резистора имеют номинал 800 Ом. Рассчитайте ожидаемые значения из I ₁ = I ₂ = I ₃ для полностью симметричной схемы.
   
2. Просмотрите метод двух измерителей мощности для измерения трехфазной мощности.Определите, как для подключения счетчиков к схемам рисунков 1.1 и 1.2 для измерения мощности поставляется variac. Используемые нами измерители мощности также будут считывать напряжение и ток. они измеряют, но вам нужно будет подключить DMV, чтобы измерить оставшуюся фазу напряжение и линейный ток, а также для измерения дополнительных напряжений и токов запрашивается в описании лаборатории. (Напряжения в сети: V _AB , V _BC , V _CA .Фазные напряжения: V _AN , V _BN , V _CN . Мощность: W ₁ , W ₂ . Линейные токи: I ₁ , I ₂ , I ₃ . Фазные токи: I _P1 , I _P2 , I _P3 . Ток нейтрали: I _N ) Распечатайте эти цепи и укажите на них, где ваши ваттметры и DVM подключатся.
   
3. При каких условиях будет измеряться один из ваттметров при измерении двух ваттметров? читать отрицательные мощности со сбалансированным источником, питающим сбалансированную нагрузку?
   

Измерения мощности в 3-фазных системах

1. Установите переключатели нагрузочной стойки так, чтобы все 3 сопротивления номинально были идентичны.Мера номиналы резисторов до эксперимента; их значения должны точно совпадать.
2. Подключите трехфазную звезду, как показано на рисунке 1.1. Подключите к власти измерители и цифровые вольтметры для измерения мощности, протекающей в нагрузку, линейные напряжения (V _AB , V _BC , и V _CA ), фазные напряжения через резисторы (V _AN и т. д.), ток нейтрали (I _N ) и линейные токи.

   Примечание: важно контролировать ток через измерители мощности. чтобы убедиться, что он не превышает номинальный ток. Наблюдается низкая мощность при больших напряжениях и больших токах при низком коэффициенте мощности. Обратите внимание, что все измерения в этом эксперименте — переменный ток. Оценить весь инструмент показания для фазного напряжения источника 120 В (линейное напряжение между фазами 208 В). Соответственно выберите шкалу измерителя.

   
   
3. Щит распределения напряжения находится сбоку от скамейки.Используйте вольтметр чтобы убедиться, что напряжение между линиями составляет 208 вольт. Подключите трехфазный переменный ток к распределительному щиту.
4. Тщательно отрегулируйте выходное напряжение переменного тока до фазного напряжения 120 В (линейное напряжение 208 В).
5. Без подключения нейтрального переключателя в открытом положении, измерьте и запишите все токи, напряжения. (линия и фаза), и запитать его различными сбалансированными нагрузками тележки резисторной нагрузки. Запишите результаты в таблицу 1.1. Выключите вариак и отключите питание.

   Примечание: Для измерения мощности требуется измерение напряжения, тока и фаза между ними. Измеритель Fluke имеет токовые клещи, которые представляют собой индуктивный датчик, преобразующий ток в напряжение для измерения прибором. Зажим имеет две шкалы настройки, и важно убедиться, что измеритель настроен на ту же шкалу, что и текущий зажим. Маленькие измерители черного ящика должны иметь свои текущие соединения «катушки» в последовательно со схемой.Для большинства измерений (все в этой лаборатории) вам нужно будет сократить подключение входного тока к одному из подключений «катушки» напряжения. Эти счетчики включаются, когда напряжение превышает примерно 65 Вольт. Они не читают отрицательную силу (поток мощности от нагрузки к источнику). Если счетчик показывает ток и напряжение но нет питания, тогда направление тока через устройство должно быть изменено. Ватт в этом случае показания счетчика следует рассматривать как отрицательные.

   Как ток, так и напряжение могут быть очень высокими при почти полном отсутствии рассеиваемой мощности в цепи, когда они не совпадают по фазе (низкий коэффициент мощности). Следовательно, важно всегда контролируйте напряжение, ток и мощность, чтобы убедиться, что ни одно из них не превышает номиналы измерителей мощности.

6. Переведите переключатель в закрытое положение, чтобы подключить амперметр от нейтрали цепи резистора к нейтрали цепи резистора. трехфазный вариак и наблюдайте за текущим потоком.Ток должен быть прочитан на 300 мА. (или ниже) масштаб.
7. Измерьте все токи, напряжения и показания мощности при тех же настройках нагрузки резисторной тележки нагрузки, начиная с шага 5. Запишите все измерения в таблицу 1.1. Выключите вариак и выключите питание.
8. Подключите трехфазную цепь, как показано на рисунке 1.2. Поднимите сетевое напряжение до 120 Вольт (фазное напряжение 69,3В). Измерьте и запишите все токи, напряжения и показания мощности при тех же настройках сбалансированной нагрузки тележки резисторной нагрузки, начиная с шага 5.

   Примечание: Амперметров не хватит для измерения всей фазы токи и фазные напряжения одновременно. Сначала измерьте фазные токи, затем повторно подключите, чтобы измерить фазные напряжения.

Отчет

1. Почему мы используем 208 В для сетевого напряжения по схеме «звезда», а только 120 В. для линейного напряжения на нагрузке «треугольник»?
2. Рассчитайте общую мощность нагрузки в конфигурации звезды (ү) и дельты (Δ) при каждой балансировочной нагрузке из эксперимента, используя данные по току и напряжению, двумя разными методами.
3. Составьте таблицу общей мощности нагрузки на основе расчетов из предыдущего вопроса и измерения двух ваттметров. метод. Обсудите любые различия.
4. Проверьте соотношение фаз и линейного напряжения / тока в схемах конфигурации звезда (ү) и треугольник (Δ).

Вопросы для обсуждения

1. Обсудите любые различия или сходства данных, полученных для соединения Y с или без нейтрального подключения.



Таблица 1.1: Технические данные для подключенной нагрузки Y и Δ.
	Y без нейтрали	Y с нейтралью	Δ соединение
Напряжение сети В ab в вольтах В bc V ca
Напряжение фазы В AN в вольтах В БН V CN Мощность Вт 1 в ваттах Вт 2			– — —
Линия / Фаза I 1 / I p1 Течения Я 2 / Я п2 в усилителях I 3 / I p3 Я N	– —		– —
Резистор R A в омах R B Р с



2. Повлияет ли на результаты, если ваттметр 2 будет установлен для измерения линейного тока B-B ’и обе катушки потенциалов ваттметра были перенесены на линию C вместо линии B.
3. Покажите схему использования только одного ваттметра для измерения мощности в одной фазе сбалансированная трехфазная нагрузка.

Асимметричный / трехфазный поток мощности — документация pandapower 2.6.0

алгоритм (str, «nr») — алгоритм, который используется для определения мощности проблема с потоком.

Доступны следующие алгоритмы:

ускорений)

Используется только для сети прямой последовательности

В сетях нулевой и обратной последовательности используется метод ввода тока

Vnew = Y.inv * Указано (из s_abc / v_abc старых)

Icalculated = Y * Vnew

calculate_voltage_angles (bool, «авто») — учитывать углы напряжения в расчете расхода

Если True, углы напряжения ext_grids и сдвиги трансформатора равны учитывается при расчете потока нагрузки. Учитывая напряжение углов требуется только в ячеистых сетях, которые обычно найдено в более высоких уровнях напряжения. Calcul_voltage_angles в автоматическом режиме по умолчанию:

Уровень сетевого напряжения определяется как максимальное номинальное напряжение. любой шины в сети, подключенной к линии.

max_iteration (int, «auto») — максимальное количество переносимых итераций в алгоритме потока мощности.

В автоматическом режиме значение по умолчанию зависит от решателя потока мощности:

Для трехфазных вычислений расширено до 3 * max_iteration

capacity_mva (float, 1e-8) — условие завершения потока нагрузки относится к несоответствию P / Q мощности узла в MVA

trafo_model — трансформаторный аналог модели

• «t» — трансформатор смоделирован как эквивалент Т-модели.

• «пи» — Не рекомендуется, так как он менее точен, чем Т-модель.

Итак, для трехфазного потока нагрузки это не

реализовано

trafo_loading (str, «текущий») — режим расчета для трансформатор нагрузки

Нагрузка трансформатора может быть рассчитана относительно номинальной ток или номинальная мощность. В обоих случаях общий трансформатор нагрузка определяется как максимальная нагрузка с двух сторон трансформатор.

расход и номинальный ток трансформатора. Это рекомендуемый настройки, так как тепловые, а также магнитные эффекты в трансформатор зависит от тока. — «мощность» — нагрузка трансформатора дана как отношение полной мощность потока к номинальной полной мощности трансформатора.

enforce_q_lims (bool, False)

(Не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — учитывать реактивную мощность генератора лимиты

Если True, ограничивает реактивную мощность в сети.gen.max_q_mvar / min_q_mvar соблюдаются в потоке загрузки. Это делается путем запуска второго расход нагрузки при нарушении пределов реактивной мощности на любом генераторе, так что время выполнения для потока нагрузки увеличится, если реактивная власть должна быть сокращена.

Примечание: enforce_q_lims работает, только если алгоритм = ”nr”!

check_connectivity (bool, True) — выполнить дополнительное подключение тест после перехода с pandapower на PYPOWER

Если True, дополнительный тест подключения на основе SciPy Compressed Выполняются подпрограммы разреженных графиков.Если проверка обнаружит неподтвержденные автобусы, они выведены из эксплуатации в ппк

Voltage_depend_loads (bool, True)

(не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — рассмотрение нагрузки, зависящие от напряжения. Если False, net.load.const_z_percent и net.load.const_i_percent не учитываются, т.е. net.load.p_mw и net.load.q_mvar считаются нагрузками с постоянной мощностью.

рассмотреть_линию_температуру (булево, ложь)

(не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — регулировка линии полное сопротивление зависит от температуры в линии.Если True, net.line должен содержат столбец «temperature_degree_celsius». Температура коэффициент зависимости альфа должен быть указан в net.line.alpha

столбец, в противном случае используется значение по умолчанию 0,004

** КВАРГ:

numba (bool, True) — Активация JIT-компилятора numba в решатель ньютона

Если установлено значение True, JIT-компилятор numba используется для генерации матрицы для потока мощности, что приводит к значительному быстродействию улучшения.

switch_rx_ratio (с плавающей запятой, 2)

(не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — rx_ratio переключателей шины. Если импеданс равен нулю, шины, подключенные замкнутым переключателем шина-шина сплавлены, чтобы смоделировать идеальный автобус. В противном случае они моделируются как ветви с сопротивлением, определенным как столбец z_ohm в переключателе таблица и этот параметр

delta_q

(Не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — Допуск реактивной мощности для опции «enforce_q_lims» в квар — помогает сходимости в некоторых случаях.

trafo3w_losses

(не тестировался с 3-фазным потоком нагрузки) — определяет, где потери разомкнутого контура трехобмоточного трансформаторы рассмотрены. Допустимые варианты: «hv», «mv», «lv». для стороны ВН / СН / НН или «звезда» для точки звезды.

v_debug (bool, Ложь)

(Не тестировался с 3-фазным потоком нагрузки) — если True, значения напряжения в каждом итерация Ньютона-Рэфсона регистрируется в ppc

init_vm_pu (строка / с плавающей точкой / массив / серия, нет)

(не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — позволяет определить инициализация специально для значений напряжения.Работает только с init == «auto»!

элементов управления напряжением в сети — «flat» для плоского старта от 1.0 — «результаты»: вектор величины напряжения берется из таблицы результатов. — поплавок, которым инициализируются все величины напряжения — итерация со значением величины напряжения для каждой шины (длина и порядок должны соответствовать автобусам в net.bus) — серия панд со значением величины напряжения для каждой шины (индексы должны совпадать с индексами в net.bus)

init_va_degree (строка / число с плавающей запятой / массив / серия, нет)

(не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) —

Позволяет определить инициализацию специально для углов напряжения.Работает только с init == «auto»!

, если углы вычисляются, или 0 в противном случае — «dc»: углы напряжения инициализируются из потока мощности постоянного тока. — «flat» для плоского старта от 0 — «результаты»: вектор угла напряжения берется из таблицы результатов — поплавок, которым инициализируются все углы напряжения — итерация со значением угла напряжения для каждой шины (длина и заказ должен соответствовать автобусам в net.bus) — серия панд со значением угла напряжения для каждой шины (индексы должны соответствовать индексам в сети.автобус)

переработка (dict, none)

(не тестировался с трехфазным потоком нагрузки) — повторное использование внутренних переменных потока мощности для расчет временных рядов

Содержит dict со следующими параметрами: _is_elements: если True, в сервисных элементах снова не фильтруются и берутся из последнего результата в net [«_ is_elements»] ppc: Если True, ppc берется из сети [«_ ppc»] и обновляется. вместо того, чтобы полностью реконструировать Ybus: Если True, матрица проводимости (Ybus, Yf, Yt) берется из ppc [«внутренний»] и без реконструкции

neglect_open_switch_branches (bool, Ложь)

(Не тестировался с 3-фазным потоком нагрузки) — Если True, то вспомогательный автобусы создаются для филиалов, когда в филиале открываются переключатели.Вместо филиалов выведены из строя

Трехфазная система

— обзор

2 Многоуровневые модели: общая разработка

Рассмотрим трехфазную систему, схематически показанную на рисунке 1, в которой межфазные поверхности между фазами сложны и могут изменяться во времени. Пусть характерные масштабы длины фаз, называемых α- β- и γ-фазами соответственно, существенно отличаются друг от друга. Тогда, по отношению к фазам α и β , фаза γ считается непрерывной, а β-фаза называется дисперсной, но, в свою очередь, по отношению к β- и γ-фазам, β-фаза является непрерывной, а γ-фаза считается дисперсной.Пусть ψ будет скалярной величиной, которая в фазах обозначается как ψ _α , ψ _β и ψ _γ . Изменение ψ внутри фаз описывается уравнениями баланса

Рисунок 1. Трехфазная система с трехуровневой пространственной иерархией

(1) ρi∂ψi∂t + ∇∘ (ji) = πi, i = α, β, γ

, где j _i — плотность потока, а π _i — объемная плотность источника ψ .Транспорт через границы раздела αβ, — и βγ — описывается граничными условиями

(2) nij∘ (ji − ρiψiwij) + nij∘ (ji − ρjψjwij) = σij, i, j = α, βandi , j = β, γ

, где W _ij — скорость интерфейса ij , σ _ij обозначает плотность поверхностного источника величиной ψ на ij -интерфейс, а n _nJ — нормальный единичный вектор к интерфейсу ij .

Предположим, что можно определить такие объемы пространственного усреднения

(3) Vα = constantLα3 и Vβ = constantLβ3.

для фаз α, — и β , связанных с координатами x _α и x _β , что условия

(4) λα≪Lα≪∧αиλβ≪ Lβ≪∧β

(5) ∧β∞λαи∧λ∞λβ

удовлетворены. Затем, следуя процедуре, представленной Lakatos (2001) для двухуровневой модели, молекулярная (одноуровневая) математическая модель системы может быть преобразована в трехуровневую с помощью модифицированной техники объемного усреднения.В этом случае среднее фазовое 〈..〉 _α интенсивного количества ψ в α -фазе определяется обычным образом (Whitaker, 1967, Slattery, 1967, Gray, 1975)

( 6) 〈ψα〉 α (xα, t) = 1Vα∫VααψαdV

, где V _α = V _αα + V _βα , V _αα и Vp _βα — парциальные объемы фаз α- и β в V _α , соответственно.Среднее по фазе 〈..〉 _α количества ψ в фазе β принимает вид

(7) 〈ψβ〉 α (xα, t) = ∫0vβmax 〈ψβ〉 pnβ (Vβ, xα , t) VβdVβ

, где 〈.〉 _P обозначает среднее значение ψ A по β-фазовому элементу (частице):

(8) 〈ψβ〉 p = 1Vβ∫VβψβdV⋅

В уравнении (7) ) функция nβ: R0 + × R3 × R0 + → R0 + называется функцией плотности заселенности β-частиц, которая в данном случае определяется следующим образом: nβ — такая функция, что равенство

(9 ) ∫0Vβmaxg (Vβ) nβ (Vβ, t, xα) dVβ = 1K∑k = 1Kg (Vβk)

выполняется для каждой непрерывной и ограниченной функции g (.), где K — количество β-частиц. С помощью этой функции V _α n _β (V _β , t, x _α ) dV _β выражает количество частиц, имеющих объем ( V _β , V _β + dV _β ) в момент времени t в объеме усреднения V _α , связанном с координатой x _α . Пространственное усреднение 〈..〉 _β p относительно β- и γ- фаз выводится аналогично.

Применяя теперь по очереди операторы усреднения 〈..〉 _α и 〈..〉 _β к уравнениям (1) — (2), и учитывая, что в силу соотношений (3) — (5),

(10) 〈〈 ..〉 α〉 β = 〈..〉 α

, а также соответствующие теоремы об усреднении объема и общего переноса, мы получаем следующую иерархию уравнений модели. Движение ψ в фазе α , т.е.е. на a-уровне описывается уравнением

(11) 〈ρα〉 α∂ 〈ψα〉 α∂t + 〈ρα〉 α∇∘ 〈jα〉 α− 〈πα〉 α = −∫0vβmax 〈ψβ〉 pdVβdtnβdVβ + + ∫0Vβmaxnβ∫Aβ (Vβ) 〈jβ〉 β∘nβdAdVβ − ∫0Vβmaxnβ∫Aβ (Vβ) 〈σαβ〉 βnβ∘dAdVβ

, где члены в левой части уравнения (11) описывают изменение количества ψ в фазе α- , в то время как члены правой части описывают изменения I ψ из-за изменения объема β-частиц, перенос ψ через интерфейс αβ и образование ψ с помощью плотности поверхностного источника σ _αβ соответственно.Здесь функция плотности населения определяется уравнением баланса населения

(12) ∂nβ∂t + ∇∘ (〈vβ〉 pnβ) + ∂∂Vβ (dVβdtnβ) = 〈πβ〉 pnβ

, описывающим поведение β -частицы, представленные на уровне α в виде точечных стоков, погруженных в воду и движущихся в α-фазе. Аналогично, уравнения на β-уровне:

(13) 〈ρβ〉 β∂ 〈ψβ〉 ∂t + 〈ρβ〉 β∇∘ 〈jβ〉 β− 〈πβ〉 β = −∫0Vγmax 〈ψγ〉 PdVγdtnγdVγ ++ ∫ 0Vγmaxnγ∫Aγ (Vγ) jγ∘nγdAdVγ − ∫0Vγmaxnγ∫Aγ (Vγ) σβγnγ∘dAdVγ

и

(14) ∂nγ∂t + ∇∘ (〈vγ〉 Pnγ) + ∂∂Vγ (dV) 〉 Pnγ.

Наконец, уравнение на уровне γ

(15) ργ∂ψγ∂t + ∇∘ (vγργψγ + qγ) = πγ

описывает изменение количества ψ внутри γ -частиц. Здесь q _γ обозначает неконвективную составляющую плотности потока, которая может иметь сложную природу в зависимости от структуры частиц. Уравнения (11) — (15) дополняются соответствующими граничными и начальными условиями. Граничные условия для уравнений (13) — (14) описывают связь системы с окружающей средой, в то время как граничные условия для уравнения.