Расчет мощности трехфазного тока: Как рассчитать мощность трехфазной сети: формулы для расчета показателей

Расчет мощности трехфазного тока

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=3UфIф

cosфи=3UфIcosфи. При соединении в треугольник P=3UфIфcosфи=3UIфcosфи. 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/3, а во второе …

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=3UфIфcos=3UфIcos.

При соединении в треугольник P=3UфIфcos=3UIфcos.

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/3, а во второе Iф=I/3, получим общую формулу P=3UI cos.

Примеры

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 cos=0,7?

Вольтметр и амперметр показывают линейные значения, действующие значения.

Рис. 1.

Рис. 2.

Мощность двигателя по общей формуле будет:

P1=3UI cos=3380200,7=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/3=380/3,

значит, мощность

P1=3UфIф cos=3U/3Icos=3380/3200,7;

P1=3380/1,73200,7=9225 Вт 9,2 кВт.

При соединении в треугольник фазное напряжение Uф=U, а фазный ток Iф=I/3=20/3; таким образом,

P1=3UфIф cos=3UI/3cos;

P1=338020/1,730,7=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.

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 sin=0,8? Каковы токи фазный, линейный и в нулевом проводе генератора при линейном напряжении U=380 В?

Общая мощность ламп Pл=310040 Вт =12000 Вт =12 кВт.

Лампы находятся под фазным напряжением Uф=U/3=380/1,73=220 В.

Общая мощность трехфазных двигателей Pд=105 кВт =50 кВт.

10.12.2016 Без рубрики

некоторые формулы для вычисления и методы измерения мощности

Переменный и постоянный ток отличаются один от другого многими параметрами, а особенно наличием фаз у первого вида. С этими отличиями связаны более сложные формулы и методы вычислений численных значений величин, характеризующих переменный ток, в том числе и мощность трёхфазного тока.

Характеристики трёхфазных цепей

Электрические системы, использующие в качестве источника питания трёхфазный ток, имеют два основных вида подключения: «звезда» и «треугольник». На схемах, изображающих подключение трёхфазного питания, принято обозначать фазы с помощью набора латинских букв:

• А, В, С;
• или же U, V, W.

А так называемая нейтраль обозначается буквой N.

На практике довольно часто приходится сталкиваться с необходимостью расчёта мощности электрического тока. В случае постоянного тока эта задача решается предельно просто — путём умножения напряжения и силы тока. Эти

параметры не подвержены изменениям во времени, поэтому и значение мощности будет неизменным, так как система уравновешена и постоянно находится в таком состоянии.

Совершенно иная ситуация возникает при необходимости расчётов мощности изменяющегося во времени по величине и направлению течения электрического тока. Выполнение таких вычислений требует специальных знаний о природе переменного тока и его особенностях.

Мощность трёхфазного тока вычисляется как сумма отдельных величин на каждой фазе и выражается формулой:

При условии равномерной загрузки сети, мощность, потребляемую каждой из них, определяют следующим образом: . То есть эту величину на отдельной фазе находят с помощью произведения соответствующих напряжений и токов на косинус угла сдвига фаз.

А так как нагрузка распределяется одинаково на каждую фазу, то и мощностные характеристики по отдельности будут равны между собой. В результате мощность трехфазной сети в этой ситуации можно найти, умножив на 3 эту величину, вычисленную для отдельной фазы: .

Соединение звезда

Использование такой схемы при соединении фаз даёт возможность уравновесить систему и получить суммарное напряжение в точке их пересечения N равное нулю. В случае соединения по схеме «звезда» трёхфазный ток характеризуется двумя типами напряжений: фазным и линейным. Фазное напряжение измеряется между одной из фаз (А, В или С) и нулевой точкой N, а линейное показывает значение разности потенциалов между двумя фазами (А-В, В-С или А-С).

Соотношения между линейными и фазными напряжениями и токами при такой схеме соединения выглядит следующим образом: и .

А, следовательно, общая мощностная характеристика находится по формуле: .

Соединительная схема треугольник

При подключении нагрузок в трёхфазной цепи по принципу «треугольника» одинаковыми будут значения линейного и фазного напряжения, а величины силы тока (линейная и фазная) будут связаны соотношением: .

Результирующая формула для мощности 3-фазного тока при равномерной нагрузке на каждую фазу в этом соединении будет выглядеть как .

Измерение мощности

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

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

В зависимости от варианта комбинации системы и нагрузки определяется методика измерения мощности в электрической сети.

Симметричная нагрузка

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

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

Неравномерное распределение потребителей

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

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

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

Расчета тока по мощности: формула, онлайн расчет

Чтобы уберечь себя от проблем с электропроводкой в процессе эксплуатации необходимо изначально правильно рассчитать и выбрать сечение кабеля ибо от этого будет зависеть и пожаробезопасность здания. Неправильно выбранное сечение кабеля может привести к короткому замыканию и возгоранию электропроводки, а с ней и всего помещения и здания. Выбор сечения зависит от многих параметров, но, пожалуй, самым главным является сила тока.

Формула расчета мощности электрического тока

Если в уже действующей цепи силу тока можно измерить специальными приборами (амперметром), то как быть при проектировании? Ведь мы не можем измерить силу тока в цепи, которой еще нет. В этом случае пользуются расчетным методом.
При известных параметрах мощности, напряжения в сети и характера нагрузки силу тока можно посчитать используя формулу:

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

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

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

Мощность определяется, исходя из суммарной мощности всех приборов, планируемых в эксплуатации, подключенных к данной сети, это, как правило, паспортные данные приборов или приблизительные значения для аналогичных приборов. Рассчитывается мощность на этапе планирования электропроводки в квартире.

Коэффициент мощности зависит от характера загрузки, например, для нагревательных приборов, ламп освещения он приближен к 1, но во всякой активной нагрузке есть реактивная составляющая, благодаря чему коэффициент мощности принимают равным 0,95. Это всегда нужно учитывать в разных видах электропроводки.

В мощных приборах и оборудовании (электродвигатели, сварочные аппараты и прочее) доля реактивной нагрузки выше, поэтому для подобных приборов коэффициент мощности принимают 0,8.

Напряжение в сети принимают 220 вольт для однофазного тока и 380 вольт для трехфазного, но для большей точности, если есть такая возможность, рекомендуется использовать для расчета фактические значения напряжения, измеренные приборами.

Форма для расчета мощности тока

Как рассчитать ток зная мощность трехфазного двигателя. Какой ток потребляет двигатель из сети при пуске и работе

Идея этого поста родилась после многочисленных доставалок «сильно грамотных» инженеров на тему о том, что на двигатель мощностью, ну например 15 квт надо ставить автомат не ниже 50А, ибо номинал тока 40А + запас на пусковые токи, бла блаблаблабла…Это типичная ошибка тех, кто пытается считать мощность трехфазных асинхронников по стандартной формуле мощности I=P\U, при этом в расчет не берется ни то что двигатель трехфазный, ни то что у него еще есть непонятные почти никому Косинус Фи и КПД.

Кстати при установке новых двигателей ничего и считать не надо, как правило номинальный ток для обоих режимов (звезда 380 и треугольник 220) указан на шильдике, вместе со всеми остальными параметрами.

Так какже, правильно расчитать, грубо или поточнее мощность асинхронного двигателя в стандартной ситуации?
Для начала определимся с это самой «стандартной ситуацией» и с чем ее едят.
Стандартной я называю ситуацию, когда двигатель расчитанный на 380\220 звезда\треугольник, подключается на стандартные 380 звездой, на все три фазы. В промышленности это встречается наиболее часто, и также часто вызывает вопросы по поводу того, какого номинала автоматы ставить, ибо многие, знают стандартную формулу мощности I=P\U и почемуто, видимо от большой грамотности или большого ума, от которого горе по Грибоедову, начинают для трехфазной нагрузки применять ее.

А теперь раскрываю секрет, страааашный секрет….
Для расчета защиты маломощных двигателей на 380В, мощностью до 30 квт вполне достаточно умножить мощность ровно на 2, то есть P*2=~In , автомат все равно выбирается ближайший по номиналу в большую сторону, то есть 63А для 30 квт двигателя, имеющего на валу нагрузкой ну скажем турбину вентилятора типа Циклон. Это страаашный, нигде в учебниках не озвученный секретный экспресс-метод грубого расчета силы тока двигателей на 380В…Почему так? Очень просто при U=380В на один КВТ мощности приходится примерно сила тока в 2 Ампера. (Да меня щас побьют теоретики, которые помнят про КПД и Косинус ФИ…Помолчите Господа, пока помолчите, я же сказал, для МАЛОМОЩНЫХ двигателей до 30 квт, а для низких мощностей, зная модельный ряд наших автоматов, эти 2 значения можно и не учитывать, особенно если нагрузка на вал минимальная)

А теперь представим типовой двигатель* со следующими параметрами:
P=30 квт
U=380 В
сила тока на шильдике стерлась…
cos φ = 0,85
КПД=0,9

Как найти его силу тока? Если считать так, как советуют и сами считают упрямые «очень умные» горе-инженера, особенно любящие озадачивать этим вопросом на собеседованиях, то получаем цифру в 78,9А, после чего горе-инженера начинают лихорадочно вспоминать про пусковые токи, задумчиво хмурить брови и морщить лбы, а затем не стесняясь требуют поставить автомат минимум на 100А, так как ближайший по номиналу 80А будет выбивать при малейшей попытке запуска офигенными пусковыми токами…И переспорить их очень тяжело, так как все нижеследующее вызывает у умных дяденек бурю эмоций, недержание мочи и кала, разрыв шаблона, и погружение в глубокий транс с причитаниями и маханием корочками тех универов где они учились считать и жить..

Более полная формула, рекомендованная к применению выглядит несколько иначе.
Мощность в квт переводится в ватты, для чего 30*1000=30000 вт
Затем ватты делим на напряжение, затем делим на корень квадратный из 3(1,73), (у нас же ТРИ ФАЗЫ) и получаем примерную силу тока, которую нужно уточнить, поделив дополнительно на cos φ(коэффициент мощности, ибо всякая индуктивная нагрузка имеет и реактивную мощность Q) и затем, уточнить еще раз, поделив при желании на КПД, итак:

30000вт\380в\1,73=45,63 А\0,85=53,6А

Уточняем расчет: 53,6А\0,9 = 59,65А (Кстати программа электрик, считающая по похожей формуле, выдает более точные данные 59,584 А, то есть немного меньше чем мой проверенный временем расчет…то есть расчет довольно точен, а расхождения в десятые и сотые доли ампера в нашем случае никого особо не волнуют, почему — написано ниже)

59,65 Ампер, — почти полное совпадение с первым грубым расчетом, расхождение составляет всего лишь -0,35А, что для выбора автомата защиты не играет никакой роли в данном случае. Ну и какой же автомат выбрать??
При условии что нагрузка на валу не велика, скажем какая нибудь турбина вентилятора, можно смело ставить ВА 47-29 на 63А фирмы ИЭК, категории С..наиболее часто встречающиеся.
На вопли о пусковых токах могу смело ответить, что 63А пакетник категории В,С,D выдерживает по току превышение 1,13 раза дольше часа и 1,45 раза меньше часа, то есть если на автомате написано 63А, то это не значит, что при броске до 70А его сразу выбьет…Нифига подобного, нагрузку в 113% (сила тока равна 71,19А) он будет держать минимум час, особенно это касается дорогих автоматов фирм Легранд\АВВ, и даже при силе тока в 145% номинала = 91,35А он гарантированно продержит несколько минут, а для раскрута асинхронника и выхода на номинальный режим достаточно нескольких секунд, как правило от 5 до 20 секунд. За это время тепловой расцепитель автомата тупо не успеет разогрется и отключить нагрузку.
Конечно, умные дяди мне сейчас напомнят, что у автомата есть еще электромагнитный расцепитель, и уж он то, ну уж он то точно отрубит при превышении 63А несчастный двигатель…Хахаха, хрен вам и горе умное…

Буковки B,C,D, и некоторые другие в наименовании автомата как раз характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя, и равна она

В — 3…5
С — 5…10
D — по ГОСТ Р — 10…50, большинство производителей заявляет диапазон 10…20.

Есть более редко встречающиеся
G — 6,4…9,6 (КЭАЗ ВМ40)
K — 8…14
L — 3,2…4,8 (КЭАЗ ВМ40)
Z — 2…3

То есть автомат категории С на 63А гарантированно отключится электромагнитным расцепителем только в диапазоне 315-630А и выше, чего при запуске исправного асинхронника на 30 квт никогда все равно не будет.
Второй законный вопрос- какой провод положить на наш двигатель. Ответ- кабель 4х16 миллиметров квадратных, с лихвой хватит, при длине до 50 метров, при большей длине лучше 25мм выбирать, ибо потери.

Все цифры проверены многократно, лично мной, и экспериментально. Проверены и по выбранным автоматам и по многократным замерам реальной силы тока токовыми клещами.

*-Единственное примечание и уточнение: У старых двигателей советского производства, вновь вводимых в эксплуатацию могут быть меньшие значения косинуса фи и КПД, тогда сила тока может быть чуть выше чем значение грубого расчета. Просто выбирается следующий по номиналу автомат на 80А. Не ошибётесь!

Второе примечание:
Для грубого расчета силы тока двигателя подключенного треугольником к сети 220 через конденсатор, можно взять мощность двигателя в Киловаттах, ну например теже 30 КВТ и умножить примерно на 3,9 и так: 30*3,9=117А
А для расчета конденсатора можно воспользоваться сайтом

В паспорте электрического двигателя указан ток при номинальной нагрузке на валу. Если, например, указано 13,8/8 А, то это означает, что при включении двигателя в сеть 220 В и при номинальной нагрузке ток, потребляемый из сети, будет равен 13,8 А. При включении в сеть 380 В из сети будет потребляться ток 8 А, то есть справедливо равенство мощностей: √ 3 х 380 х 8 = √ 3 х 220 х 13,8.

Зная номинальную мощность двигателя (из паспорта) можно определить его номинальный ток . При включении двигателя в трехфазную сеть 380 В номинальный ток можно посчитать по следующей формуле:

I н = P н/(√3U н х η х сosφ) ,

Рис. 1. Паспорт электрического двигателя. Номинальная мощность 1,5 кВ, номинальный ток при напряжении 380 В — 3,4 А.

Если не известны к.п.д. и коэффициент мощности двигателя, например, при отсутствии на двигателе паспорта-таблички, то номинальный его ток с небольшой погрешностью можно определить по соотношению «два ампера на киловатт», т.е. если номинальная мощность двигателя 10 кВт, то потребляемый им ток будет примерно равен 20 А.

Для указанного на рисунке двигателя это соотношение тоже выполняется (3,4 А ≈ 2 х 1,5). Более точные значения токов при использовании данного соотношения получаются при мощностях двигателей от 3 кВт.

При холостом ходе электродвигателя из сети потребляется незначительный ток (ток холостого хода). При увеличении нагрузки увеличивается и потребляемый ток. С увеличением тока повышается нагрев обмоток. Большая перегрузка приводит к тому, что увеличенный ток вызывает перегрей обмоток двигателя, и возникает опасность обугливания изоляции (сгорания электродвигателя).

В момент пуска из сети электрическим двигателем потребляется так называемый пусковой ток , который может быть в 3 — 8 раз больше номинального. Характер изменения тока представлен на графике (рис. 2, а).

Рис. 2. Характер изменения тока, потребляемого двигателем из сети (а), и влияние большого тока на колебания напряжения в сети (б)

Точное значение пускового тока для каждого конкретного двигателя можно определить зная значение кратности пускового тока — I пуск/I ном. Кратность пускового тока — одна из технических характеристик двигателя, которую можно найти в каталогах. Пусковой ток определяется по следующей формуле: I пуск = I н х (I пуск/I ном). Например, при номинальном токе двигателя 20 А и кратности пускового тока — 6, пусковой ток равен 20 х 6 = 120 А.

Знание реальной величины пускового тока нужно для выбора плавких предохранителей, проверке срабатывания электромагнитных расцепителей во время пуска двигателя при выборе автоматических выключателей и для определения величины снижения напряжения в сети при пуске.

Большой пусковой ток, на который сеть обычно не рассчитана, вызывает значительные снижения напряжения в сети (рис. 2, б).

Если принять сопротивление проводов, идущих от источника до двигателя, равным 0,5 Ом, номинальный ток I н=15 А, а пусковой ток равным пятикратному от номинального, то потери напряжения в проводах в момент пуска составят 0,5 х 75 + 0,5 х 75 = 75 В.

На зажимах двигателя, а также и на зажимах рядом работающих электродвигателей будет 220 — 75 = 145 В. Такое снижение напряжения может вызвать торможение работающих двигателей, что повлечет за собой еще большее увеличение тока в сети и перегорание предохранителей.

В электрических лампах в моменты пуска двигателей уменьшается накал (лампы «мигают»). Поэтому при пуске электродвигателей стремятся уменьшить пусковые токи.

Для уменьшения пускового тока может использоваться схема пуска двигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник. При этом фазное напряжение уменьшится в √ З раз и соответственно ограничивается пусковой ток. После достижения ротором некоторой скорости обмотки статора переключаются в схему треугольника и напряжение ни них становится равным номинальному. Переключение обычно производится автоматически с использованием реле времени или тока.

Рис. 3. Схема пуска электрического двигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник

Сумский государственный университет

Расчетно-практическая

работа №1

«Расчет трехфазного асинхронного двигателя

переменного тока»

по предмету «Электротехника»

Группа МВ-81

Вариант 162

Преподаватель Пузько И.Д.

По данным 3-х фазного асинхронного двигателя и заданной схемой соединения обмоток статора определить:

1. Линейное напряжение питающей трехфазной цепи U л и синхронную частоту вращения поля статора n 0 , номинальную n Н и критическую n КР частоту вращения ротора, номинальную мощность P 1 ном, потребляемую двигателем из сети, номинальный и пусковой токи двигателя I НОМ и I ПУС, номинальный и максимальный вращающий моменты двигателя М НОМ и М МАХ.

2. Построить кривую зависимости M(S) при U Л = const и определить

кратность пускового момента K п = М пуск /М ном.

3. Построить механическую характеристику n 2 =f(M) при U C =const и определить диапазон частот вращения ротора, при которых возмодна устойчивая работа двигателя.

4. Построить характеристики M(S) и n 2 =f(M) при U 1 =0.9U C =const.

Исходные данные:

Схема соеди-нения				l М =М МАХ /	m 1 =I ПУСК /I НОМ
голь-ником

Расчетная часть.

1. При соединении триугольником линейное напряжение составляет 220 В.

2. Синхронная частота вращения поля статора:

3. Номинальная частота вращения ротора:

4. Критическое скольжение:

5. Критическая частота вращения ротора:

6. Номинальная мощность, потребляемая из сети:

7. Номинальный ток двигателя:

9. Пусковой ток двигателя:

10. Номинальный вращательный момент:

11. Маскимальный вращательный момент:

12. Момент при пуске:

13. Кратность пускового момента:

Расчет тока трехфазной сети по мощности онлайн. Подводка электричества к частному дому и расчет нагрузки

При проектировании любых электрических цепей выполняется расчет мощности. На его основе производится выбор основных элементов и вычисляется допустимая нагрузка. Если расчет для цепи постоянного тока не представляет сложности (в соответствии с законом Ома, необходимо умножить силу тока на напряжение – Р=U*I), то с вычислением мощности переменного тока – не все так просто. Для объяснения потребуется обратиться к основам электротехники, не вдаваясь в подробности, приведем краткое изложение основных тезисов.

В цепях переменного тока расчет мощности ведется с учетом законов синусоидальных изменений напряжения и тока. В связи с этим введено понятие полной мощности (S), которая включает в себя две составляющие: реактивную (Q) и активную (P). Графическое описание этих величин можно сделать через треугольник мощностей (см. рис.1).

Под активной составляющей (Р) подразумевается мощность полезной нагрузки (безвозвратное преобразование электроэнергии в тепло, свет и т.д.). Измеряется данная величина в ваттах (Вт), на бытовом уровне принято вести расчет в киловаттах (кВт), в производственной сфере – мегаваттах (мВт).

Реактивная составляющая (Q) описывает емкостную и индуктивную электронагрузку в цепи переменного тока, единица измерения этой величины Вар.

Рис. 1. Треугольник мощностей (А) и напряжений (В)

В соответствии с графическим представлением, соотношения в треугольнике мощностей можно описать с применением элементарных тригонометрических тождеств, что дает возможность использовать следующие формулы :

• S = √P 2 +Q 2 , – для полной мощности;
• и Q = U*I*cos⁡ φ , и P = U*I*sin φ – для реактивной и активной составляющих.

Эти расчеты применимы для однофазной сети (например, бытовой 220 В), для вычисления мощности трехфазной сети (380 В) в формулы необходимо добавить множитель – √3 (при симметричной нагрузке) или суммировать мощности всех фаз (если нагрузка несимметрична).

Для лучшего понимания процесса воздействия составляющих полной мощности давайте рассмотрим «чистое» проявление нагрузки в активном, индуктивном и емкостном виде.

Возьмем гипотетическую схему, в которой используется «чистое» активное сопротивление и соответствующий источник переменного напряжения. Графическое описание работы такой цепи продемонстрировано на рисунке 2, где отображаются основные параметры для определенного временного диапазона (t).

Рисунок 2. Мощность идеальной активной нагрузки

Мы можем увидеть, что напряжение и ток синхронизированы как по фазе, так и частоте, мощность же имеет удвоенную частоту. Обратите внимание, что направление этой величины положительное, и она постоянно возрастает.

Как видно на рисунке 3, график характеристик емкостной нагрузки несколько отличается от активной.

Рисунок 3. График идеальной емкостной нагрузки

Частота колебаний емкостной мощности вдвое превосходит частоту синусоиды изменения напряжения. Что касается суммарного значения этого параметра, в течение одного периода гармоники оно равно нулю. При этом увеличения энергии (∆W) также не наблюдается. Такой результат указывает, что ее перемещение происходит в обоих направлениях цепи. То есть, когда увеличивается напряжение, происходит накопление заряда в емкости. При наступлении отрицательного полупериода накопленный заряд разряжается в контур цепи.

В процессе накопления энергии в емкости нагрузки и последующего разряда не производится полезной работы.

Представленный ниже график демонстрирует характер «чистой» индуктивной нагрузки. Как видим, изменилось только направление мощности, что касается наращения, оно равно нулю.

Негативное воздействие реактивной нагрузки

В приведенных выше примерах рассматривались варианты, где присутствует «чистая» реактивная нагрузка. Фактор воздействия активного сопротивления в расчет не принимался. В таких условиях реактивное воздействие равно нулю, а значит, можно не принимать его во внимание. Как вы понимаете, в реальных условиях такое невозможно. Даже, если гипотетически такая нагрузка бы существовала, нельзя исключать сопротивление медных или алюминиевых жил кабеля, необходимого для ее подключения к источнику питания.

Реактивная составляющая может проявляться в виде нагрева активных компонентов цепи, например, двигателя, трансформатора, соединительных проводов, питающего кабеля и т.д. На это тратится определенное количество энергии, что приводит к снижению основных характеристик.

Реактивная мощность воздействует на цепь следующим образом:

• не производит ни какой полезной работы;
• вызывает серьезные потери и нештатные нагрузки на электроприборы;
• может спровоцировать возникновение серьезной аварии.

Именно по этому, производя соответствующие вычисления для электроцепи, нельзя исключать фактор влияния индуктивной и емкостной нагрузки и, если необходимо, предусматривать использование технических систем для ее компенсации.

Расчет потребляемой мощности

В быту часто приходится сталкиваться с вычислением потребляемой мощности, например, для проверки допустимой нагрузки на проводку перед подключением ресурсоемкого электропотребителя (кондиционера, бойлера, электрической плиты и т.д.). Также в таком расчете есть необходимость при выборе защитных автоматов для распределительного щита, через который выполняется подключение квартиры к электроснабжению.

В таких случаях расчет мощности по току и напряжению делать не обязательно, достаточно просуммировать потребляемую энергию всех приборов, которые могут быть включены одновременно. Не связываясь с расчетами, узнать эту величину для каждого устройства можно тремя способами:

При расчетах следует учитывать, что пусковая мощность некоторых электроприборов может существенно отличаться от номинальной. Для бытовых устройств этот параметр практически никогда не указывается в технической документации, поэтому необходимо обратиться к соответствующей таблице, где содержатся средние значения параметров стартовой мощности для различных приборов (желательно выбирать максимальную величину).

Любой электроприбор характеризуется несколькими основными параметрами, среди которых ток и мощность. Иногда в указываются лишь мощность и напряжение, ток в этом случае легко найти, воспользовавшись знаменитыми формулами Ома (разумеется, с рядом оговорок — например, должен быть известен cos). Верно также обратное: зная ток и напряжение, можно выполнить расчет мощности. В глобальной Сети есть много материалов по данной теме, но большая их часть рассчитана на специалистов.

Давайте рассмотрим, что понимают под термином «электрическая мощность», какие существуют ее разновидности и как можно сделать расчет мощности. Физический смысл мощности указывает, насколько быстро в установке (приборе) происходит преобразование электроэнергии в тот или иной вид полезной работы. Вот так все просто! Для неэлектрических же устройств вполне допустимо использовать термин «производительность».

В электротехнике принято разделение, согласно которому существует активная и реактивная мощность. Первая непосредственно преобразуется в полезную работу, поэтому считается основной. Единицей измерения служит Ватт и производные — Киловатт, Мегаватт и пр. На бытовых электроприборах указывается именно она. Хотя это вовсе не означает, что реактивной составляющей нет. В свою очередь вторая — нежелательная, так как в выполнении работы не участвует, а растрачивается на различные виды потерь. Измеряется в «вар» (вольт-ампер реактивный) и производных — киловольт-ампер реактивный и т.д. Сумма активной и реактивной составляющих формируют полную мощность (вольт-ампер, ВА).

Яркий пример потребителя с чистой активной нагрузкой — электрический ТЭН. При прохождении по нему электрического тока генерируется тепло, причем в прямой зависимости. Точно так же действует потребитель реактивной энергии — классический трансформатор. При его работе в витках обмотки создается магнитное поле, которое само по себе не нужно (используется свойство электромагнитной индукции). Магнитопровод намагничивается, происходят потери. Другими словами:

где sin Fi — синус угла между векторами тока и напряжения. Его знак зависит от характера нагрузки (емкостная или индуктивная).

Расчет мощности начинают с определения рода тока: постоянный или переменный, так как формулы не являются универсальными.

В первом случае используется следствие из классического закона Ома. Мощность P является произведением тока I на напряжение U:

P=I*U (Вт=А*В).

При цепи с источником питания учитывается направление ЭДС: это нужно для расчета сопротивления самого источника. Так, генератор или батарея, в которых ток течет от «-» к «+», выдавая энергию в нагрузку цепи, отдает мощность. Если же течение тока противоположно приложенному потенциалу (зарядка аккумуляторной батареи), то имеет место поглощение мощности источником ЭДС.

Формула расчета мощности для (однофазная цепь) учитывает коэффициент — «косинус фи». Он представляет собой отношение активной составляющей мощности к полной. Очевидно, что в случае с ТЭНом косинус будет равняться 1 (идеальный вариант), так как реактивной составляющей нет. Иначе для снижения потерь на стороне генератора применяют различные компенсаторы или иные технические решения.

Таким образом:

Расчет мощности в выполняется для каждой фазы, а полученные значения затем суммируются. Для переменного тока полная мощность рассчитывается как из суммы квадратов активной и реактивной составляющих. Для генерирующих устройств (подстанции) более важно знать именно полную мощность, так как на основе этого подбираются все остальные элементы последующих цепей. Очевидно, что в большинстве случаев нельзя заранее узнать характер нагрузки.

Предисловие

Правильная подводка электричества к частному дому может быть сделана только после тщательного планирования, основанного на данных, полученных в ходе предварительных расчетов.

Cодержание

Подводка электричества к дому является одним из самых важных моментов подготовки строения к вводу в эксплуатацию. Правильная подводка электричества к частному дому может быть сделана только после тщательного планирования, основанного на данных, полученных в ходе предварительных расчетов. В этой статье рассказано о том, как проводится расчет электрических нагрузок в частном доме с целью улучшения экономичности и безопасности эксплуатации приборов.

Индивидуальный дом расположен в местности, где используются электрические воздушные линии. В этом случае неизолированные провода монтируют на фарфоровых или стеклянных изоляторах, укрепленных на деревянных, железобетонных или металлических опорах. Иногда вдоль линии электропередач предусматривают уличное освещение, в этом случае прокладывают еще один провод, который монтируют на тех же опорах. Уличное освещение подключают к «фазному» и нулевому проводам, а для управления ставят выключатель или магнитный пускатель, к контактам которого присоединяют провода для освещения.

В четырехпроводных электрических линиях нулевой провод обязательно заземляют на трансформаторной подстанции, а затем через каждые 100- 200 м по трассе, для чего на опорах устраивают повторные заземления. От четырех-или пятипроводной (с «фонарным» проводом) линии, проходящей вдоль улицы, делают отводы к домам, распределяя нагрузки на каждую фазу более или менее равномерно: при однофазных ответвлениях чередуют от каждой фазы (от первой фазы отвод к первому дому, от второй — ко второй, от третьей — к третьему, к четвертому — снова от первой и т. п.). Второй провод каждого двухпроводного отвода присоединяют к нулевому проводу линии.

Формула расчета нагрузки, мощности и силы тока

Для проведения изысканий может применяться формула расчета тока, которая должна учитывать несколько параметров. Расчет примерный, потому что еще нужно учитывать коэффициент мощности, равный для большинства электропотребителей 0,9-1. Если вы включаете в сеть напряжением 220 В электрическую лампочку 100 Вт, то ток в подводящих проводах 100 Вт/220 В, или 0,45 А (это при коэффициенте мощности равном 1). Если электроприемник имеет коэффициент мощности 0,9, то при мощности 100 Вт и напряжении 220 В сила тока рассчитывается следующим образом: I = W/KU = 100Вт/200Вх0,9=0,5А. Чем меньше коэффициент мощности, тем больше ток и, следовательно, больше потери энергии в проводах за счет их нагревания. Формула расчета нагрузки может быть скорректирована с учетом изменения этих параметров.

Формула мощности нагрузки используется, чтобы подсчитать электрическую потребность нескольких электроприемников, необходимо суммировать их номинальные токи, иногда у всех электроприемников коэффициент мощности одинаков или достаточно близок к единице. При различных значениях коэффициента мощности находят его усредненное значение, а чаще принимают эту величину 0,8-0,9 и вычисляют силу тока, исходя из суммы номинальных мощностей. Нагрузку на фазовый провод от трехфазного электроприемника подсчитывают, исходя из того, что на каждую фазу приходится одна треть мощности и что фазовое напряжение в 1,73 раза меньше линейного: мощность трехфазного электроприемника делят на номинальное линейное напряжение, а коэффициент мощности на 1,73. Потребители, пользующиеся трехфазным током, одну из фаз выделяют для питания однофазных электроприемников, силу тока в этом фазовом проводе определяют, суммируя нагрузки всех трех- и однофазных электроприемников. На ток в других фазовых проводах однофазные электроприемники не влияют, но они определяют ток в нулевом проводе (при включении только трехфазных электроприемников тока в нулевом проводе нет).

Формула расчета силы тока при правильном применении позволяет формировать устойчивую к перепадам напряжения сеть. Практически все электроприемники в вашем доме имеют различное электрическое сопротивление, определяемое результатом деления величин электрического напряжения и силы электрического тока. Электрическое сопротивление (проводника, электроутюга, телевизора и т. п.) в омах (Ом), равно электрическому напряжению в вольтах (В), деленному на силу тока в амперах (А): R = U/I. Если к электроприемнику приложено напряжение 220 В и при этом протекает ток силой 0,5 А, то сопротивление цепи составляет 440Ом. Если сопротивление увеличить, сила тока пропорционально уменьшится. Используя приведенные зависимости: I =W/U и R=U/I, путем арифметических действий получим: WR = U2.

Отсюда, можно, зная величину электрического напряжения и мощность электропотребителя, вычислить его сопротивление. Или вычислить мощность, зная величины R и U. Например, сопротивление электроприемника мощностью 220 Вт составляет 484 Ом, а сопротивление электроприемника мощностью 1 кВт — 48,4 Ом.

Сопротивление проводов электрической сети обычно находится в пределах от долей Ома до 1-2 Ом, нагрев проводов электрическим током зависит от сопротивления и силы тока, поэтому если электрическое соединение сделано плохо (недостаточно затянуты винты, небрежно скручены и зачищены провода), его сопротивление оказывается больше и возникает опасный перегрев, появляется возможность загорания. При коротком замыкании напряжение сети приложено к замкнутым между собой проводам, сопротивление мало, и сила тока возрастает, превосходя допустимые значения. Если при этом нет необходимых мер защиты (например, отсутствуют предохранители), провода также могут загореться.

У домовладельцев возникает вопрос: каким проводом лучше монтировать электропроводку — с медной или алюминиевой жилой? Конечно, вопрос корректен, если подразумеваются одинаковые провода: сечение жилы, тип изоляции и т. п. Удельное сопротивление меди в 1,6 раза меньше, чем удельное сопротивление алюминия. Для передачи одной и той же электрической мощности до опасного нагрева нужно выбрать сечение алюминиевой жилы в 1,6 больше, по сравнению с медной.

Коэффициент теплопроводности меди 390 Вк/м x К, а у алюминия 209 X= Вк / м x К, то есть у меди в 1,7 больше. Это означает, что, если в одном месте медной жилы, например, за счет плохого контакта, возник перегрев — температура повысилась, то такое повышение температуры быстрее будет распределяться по медной жиле по сравнению с алюминиевой. Следовательно, использование медных проводников имеет несомненные преимущества по сравнению с алюминиевыми.

По определению мощность есть энергия в единицу времени, электрическая энергия Е равна: Е = Wt, где t — время.

Измеряют величину Е при помощи электросчетчиков. Если мощность электроприемников суммарно составляет 1 кВт, то за 1 час работы будет израсходован 1 кВт/час, такое же количество электроэнергии израсходуют за 4 часа электроприемники мощностью 250 Вт или электролампа мощностью 100 Вт за 10 часов.

Вам понадобиться: в доме всегда включено много электропотребителей — электрические лампочки, холодильник, телевизор, электронагреватели и т. п. Обычно все они соединены параллельно, однако в редких случаях встречается и последовательное соединение потребителей. Вам, например, необходимо рассчитать, купив новый электроприбор (и зная его мощность и напряжение, которые должны быть приведены в паспорте) не только силу тока через этот прибор, но и какой автомат-предохранитель нужно поставить в цепи прибора, если параллельно ему уже подключены другие. То есть необходимы самые краткие данные для расчета электрических цепей.

Далее, если у вас есть конкретная электрическая цепь, подставляя величины U, Rv R2 и т. д., вы получите необходимые численные значения, только не забудьте все величины записывать в Международной системе единиц СИ — вольтах, амперах, Омах и ваттах. Впрочем, если вы привыкли к лошадиным силам (л. с.), то запомните, что 1 л. с. — 735,5 Вт.

Приведенные сведения из электротехники — тот технический минимум, который вам необходимо знать, чтобы грамотно эксплуатировать электрические системы в своем доме.

Указания по определению и расчету мощностей электрических нагрузок электроприборов с примерами

Далее приведены указания по расчету электрических нагрузок в частном домовладении для улучшения производительности сети. Проводимый предварительно расчет мощности электроприборов позволяет также сократить финансовые затраты на оплату счетов за электроэнергию.

Выберем для составления схемы достаточно типичный вариант двухэтажного дома и последовательно рассмотрим все этапы составления электрической схемы электропроводки.

Для того чтобы провести определение электрических нагрузок, поступим следующим образом: разместим на плане дома по помещениям все электропотребители, которые могут быть включены в доме. Далее представлены практические примеры расчета электрических сетей, которые можно использовать для составления собственного плана.

Первый этаж.

• Гостиная 30 м2. Из электропотребителей здесь: телевизор (60 Вт), музыкальный центр (50 Вт), видеоплеер (10 Вт). Для освещения используются люстра (5 лампочек по 60-300 Вт) и два бра по 100 Вт — вместе 500 Вт.
• Коридор, крыльцо — освещение электролампами по 100 Вт (всего 200 Вт).
• Кухня: электрическая плита (1,5 кВт), стиральная машина (1,8 кВт), электронагреватель (1,5 кВт), холодильник (400 Вт), освещение — люстра (200 Вт) и бра (100 Вт), вместе 300 Вт.

Второй этаж.

• Спальня — освещение — бра (200 Вт).
• Туалетная комната — освещение (100 Вт).
• Холл — освещение (200 Вт).

Для включения всех указанных потребителей монтируют групповую сеть. Групповую сеть выполняют, как правило, тремя группами. Первая группа предназначена для питания осветительных приборов, вторая служит для присоединения штепсельных розеток на 6А без защитных (зануляющих или заземляющих) контактов, третья питает электроприемники, требующие занулений корпуса прибора, например, кухонную плиту. К этой группе присоединяют штепсельные розетки с защитным контактом.

Нельзя объединять нулевые проводники разных групп в провод, который служит для присоединения защитных контактов штепсельных розеток в нулевые проводники, нельзя вводить ни выключатели, ни предохранители. Допускается смешанное питание штепсельных розеток и освещения.

Если поступить по всем правилам, то есть объединим в одну группу осветительные приборы, во вторую — штепсельные розетки на 6А, в третью — штепсельные розетки с защитным контактом, то в итоге получим большой расход проводов. Если проводя расчет электрических нагрузок, пример взять за основу, то стоит провести корректировку мощностей в соответствии с паспортными данными электроприборов.

Методы и формула расчета сопротивления и напряжения электрической нагрузки

Сопротивление нагрузки формула позволяет рассчитывать максимально точно при планировании наиболее эффективной работы сети. Для того чтобы узнать напряжение нагрузки, формула должна включать в себя все параметра работающих приборов. Методы расчета электрических нагрузок в частном домовладении можно посмотреть далее на этой странице в примерах проведения исследований.

Группа № 1

Объединим штепсельные розетки и осветительные приборы в гостиной в группу № 1. Суммарная мощность всех одновременно включенных приборов равна 620 Вт. Представим, что возникла необходимость включить еще настольную лампу, фен для сушки волос, кофемолку, электропаяльник и т. п. — мало ли какие возникают ситуации. Добавим на такие непредвиденные расходы еще 300 Вт — пусть максимальная мощность всех электропотребителей, включенных одновременно в гостиной, достигнет 900 Вт. Не бойтесь в разумных пределах завысить мощность электропотребителей — небольшие дополнительные расходы на электропроводку с лихвой окупятся отсутствием опасности возгорания в вашем доме. Максимальная сила тока в цепи: I= (900Вт) /200В=4,1А.

Величина силы тока на подходе к предохранителю цепи, а ток в проводах, ведущих к бра, будет значительно меньше. Если провод к бра через ответвительную коробку отходит от центральных жил, то сила тока в нем: 100Вт/220В=0,45 А.

К бра можно проложить провод со значительно меньшим сечением.

Максимальная допустимая нагрузка на штепсельную розетку без заземленных контактов 1500 Вт, а количество розеток на 30 м2 гостиной 3-5 штук (по СНиП — 1 розетка на 6-10 м2 жилой площади). Наконец, общий максимальный ток не превышает 6 A, то есть можно использовать 6 A предохранитель для этой части групповой сети. Сейчас используют автоматические выключатели, расцепители которых рассчитаны на 16 A — осветительная сеть и сеть штепсельных розеток.

У нас есть большой «запас прочности», около 12 А (16 А — 4 А), поэтому в группу №1 можно включить освещение кухни, коридора, крыльца, туалетной комнаты и гаража. Тогда суммарная мощность всех электропотребителей в гостиной и осветительных приборов в других комнатах составит около 1,6 кВт, сила тока не превысит 7,3 А, и для этой группы №1 расцепитель автоматического выключателя, рассчитанный на 16 А, нас вполне устроит, так как 16 А, или 3,6 кВт — это мощность всех одновременно включенных потребителей.

Группа №2

В группу № 2 выделим розетки с защитным контактом для электрической плиты, электронагревателя, холодильника и стиральной машины. Суммарная мощность этих приборов 5,3 кВт, а сила тока в цепи группы № 2 составит: I=5,3кВт/220В=24А.

Практически исключаются случаи одновременного включения всех перечисленных приборов, и для этой группы можно использовать автоматический выключатель с расцепителем на силу тока 25 А.

Группа № 3

Наконец, в группу № 3 включите розетки и освещение второго этажа. При указанных выше электропотребителях установите автоматический выключатель на 16 A.

Расчет тока электродвигателя

Новости / Расчет тока электродвигателя

Расчет тока электродвигателя

Расчет тока электродвигателя

Расчет номинального тока трехфазного асинхронного электродвигателя

Для корректного выбора системы электрификации подъемно – транспортного механизма будь то троллейный шинопровод или кабельный подвод, необходимо знать номинальный ток электрической установки.

Ниже приведена форма расчета трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока:

Iн=Pн/√3*Uн*cosφн*ηн или Pн/1,73*Uн*cosφн*ηн,

где Рн — номинальная мощность электродвигателя (Вт),

Uн — номинальное напряжение электродвигателя (В),

ηн — номинальный коэффициент полезного действия двигателя,

cos φн — номинальный коэффициент мощности двигателя.

Номинальные данные электродвигателя указываются на заводской шильде или в иной технической документации, прилагаемой к электродвигателю.

Для удобства приведем пример расчета:

Необходимо определить номинальный ток трехфазного асинхронного электродвигателя переменного тока,
если Рн = 25 кВт, номинальное напряжение Uн = 380 В, номинальный коэффициент
полезного действия ηн = 0,9, номинальный коэффициент мощности cos
φн = 0,8.

Номинальное напряжение трехфазной сети 380 В — соединение обмоток двигателя по схеме «звезда».
Номинальное напряжение трехфазной сети 220 В — соединение обмоток двигателя по схеме «треугольник».

Переводим номинальную мощность из кВт в Ватты:
Pн = 25 кВт = 1000*25 = 25000 Вт

Далее:
Iн = 25000/√3*380 * 0,8 * 0,9 = 25000/1,73*380*0,8*0,9 = 52,8 А.

Поделиться ссылкой:

• Рекомендуем
• Комментарии

IP65 степень герметичности оборудования

  IP-рейтинг (Ingress Protection Rating, входная защита) — система классификации степеней защиты оболочки электрооборудования от проникновения твёрдых предметов и воды в соответствии с международным стандартом IEC 60529 (DIN 40050, ГОСТ 14254-96). К примеру, радиоуправление для крана F21-E1B имеет класс герметизации IP-65. Первая цифра означ…

МЕДЬ и МЕДНЫЙ ПРОКАТ

Марки меди и их химический состав  определен в ГОСТ 859-2001. Сокращенная информация о марках меди приведена ниже (указано минимальное содержание меди и предельное содержание только двух примесей – кислорода и фосфора): Марка Медь О2 P Способ получения, основные примеси М00к 99.98 0.01 - Медные катоды:продукт электролитического  рафинир…

Перевод крана на управление с пола

Перевод крана на управление с пола. При осуществлении перевода мостовых или козловых кранов, на дистанционное управление с пола могут быть применены кабельные пульты управления либо беспородные пульты управления грузоподъемными кранами. Полный перечень операций и систем контроля крановой кабины, должны соответствовать функционалу пульта, согласно РД 24.09…

Троллейный шинопровод HFP

Троллейный шинопровод HFP Описание — Контактно – защищенный троллейный шинопровод HFP H предназначен для внутренней и внешней установки. — Шинопроводы состоят из жесткого ПВХ корпуса и медных токопроводящих жил. Конструкция корпуса шинопровода и токосъемника исключают возможность перепутывания фаз. — Токосъемники выполнены в виде скользящей, холо…

Презентация завода Uting Telecontrol

Презентация завода Uting Telecontrol Видео презентация завода радиотехнических изделий Uting Telecontrol. Один из крупнейших производителей промышленного радиоуправления, пультов для кранов и прочих грузоподъемных механизмов. https://www.youtube.com/watch?v=hQiPE9z7E6Y…

расчет мощности, схема правильного подключения

Не всякому обывателю понятно, что такое электрические цепи. В квартирах они на 99 % однофазные, где ток поступает к потребителю по одному проводу, а возвращается по другому (нулевому). Трехфазная сеть представляет собой систему передачи электрического тока, который течет по трем проводам с возвратом по одному. Здесь обратный провод не перегружен благодаря сдвигу тока по фазе. Электроэнергия вырабатывается генератором, приводимым во вращение внешним приводом.

Увеличение нагрузки в цепи приводит к росту силы тока, проходящего по обмоткам генератора. В результате магнитное поле в большей степени сопротивляется вращению вала привода. Количество оборотов начинает снижаться, и регулятор скорости вращения подает команду на увеличение мощности привода, например путем подачи большего количества топлива к двигателю внутреннего сгорания. Число оборотов восстанавливается, и генерируется больше электроэнергии.

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

Особенности подключения питания к частному дому

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

• возможностями поставщика;
• количеством потребителей;
• состоянием линии и оборудования.

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

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

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

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

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

Воздушное подключение трехфазного питания дома

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

Высота места присоединения составляет 2,75 м и выше.

Электрораспределительный шкаф

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

• освещение;
• розетки;
• отдельные мощные приборы.

Одни нагрузки можно отключать для ремонта при работающих других.

Мощность потребителей рассчитывается для каждой группы, где выбирается провод необходимого сечения: 1,5 мм² — к освещению, 2,5 мм² — к розеткам и до 4 мм² — к мощным приборам.

Проводка защищается от короткого замыкания и перегрузки автоматическими выключателями.

Электрический счетчик

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

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

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

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

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

Счетчик подключается после вводного трех- или четырехполюсного автоматического выключателя.

Трехфазная нагрузка

К потребителям относятся электрокотлы, асинхронные электродвигатели и другие электроприборы. Преимуществом их использования является равномерное распределение нагрузки на каждой фазе. Если трехфазная сеть содержит неравномерно подключенные однофазные мощные нагрузки, это может привести к перекосу фаз. При этом электронные устройства начинают работать со сбоями, а лампы освещения тускло светятся.

Схема подключения трехфазного двигателя к трехфазной сети

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

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

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

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

Потребляемая мощность

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

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

В дом заходит четырехжильный провод на три фазы и нейтраль. Напряжение электрической сети составляет 380/220 В. Между фазами и нулевым проводом подключаются электроприборы на 220 В. Кроме того, может быть еще трехфазная нагрузка.

Расчет мощности трехфазной сети производится по частям. Сначала целесообразно рассчитать чисто трехфазные нагрузки, например электрический котел на 15 кВт и асинхронный электродвигатель на 3 кВт. Суммарная мощность составит P = 15 + 3 = 18 кВт. В фазном проводе при этом протекает ток I = Px1000/(√3xUxcosϕ). Для бытовых электросетей cosϕ = 0,95. Подставив в формулу числовые значения, получим величину тока I = 28,79 А.

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

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

По ним удобно подбирать защитные автоматы и определять сечения проводки.

Заключение

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

Как преобразовать трехфазную мощность в амперы

Обновлено 14 декабря 2020 г.

Дж. Р. Камбак

В промышленных и бытовых аварийных генераторах используются трехфазные электродвигатели. Все три выхода пропускают одинаковый ток, а передача мощности остается постоянной, поступая на линейную и сбалансированную нагрузку. Чтобы преобразовать мощность в амперы, вам необходимо знать коэффициенты напряжения и мощности электродвигателя. Коэффициент мощности определяет задержку между напряжением и фактическим протеканием электрического тока.Этот номер указан на паспортной табличке большинства крупных электродвигателей, использующих трехфазное питание.

Эта формула вычисляет мощность генератора для определенного тока или ампер при заданном напряжении:

P = VI

Только в этом случае умножьте результат на 1,732.

Важно выделить три типа мощности:

Активная (действительная или истинная) мощность измеряется в ваттах (Вт) и представляет собой мощность, потребляемую электрическим сопротивлением системы, выполняющей полезную работу.

Вольт-ампер реактивная (ВАР) для измерения реактивной мощности. Индуктивные двигатели, трансформаторы и соленоиды накапливают и разряжают реактивную мощность.

Вольт-амперы (ВА) для измерения полной мощности. Это напряжение в системе переменного тока, умноженное на весь ток, протекающий в ней, и сумму активной и реактивной мощности.

Соотношение между активной и полной мощностью:

1 \ text {kVA} = \ frac {1 \ text {kW}} {\ text {power factor}}

Убедитесь, что ваши измерения соответствуют стандарту единицы.Для двигателя или генератора в киловаттах переведите его в ватты: 1 кВт = 1000 Вт.

Получите измерение напряжения, если оно еще не предоставлено. Используйте качественный цифровой вольтметр для измерения линейного напряжения между любыми двумя из трех выходов.

Найдите коэффициент мощности (p.f.) на паспортной табличке. Для чисто резистивной схемы коэффициент мощности равен 1,0 (идеально).

Используйте формулу закона Ома:

P = VI

Составьте уравнение для трехфазной мощности, чтобы определить ток (в амперах):

I = \ frac {P} {1.732V \ times \ text {power factor}}

Подставьте значение мощности, которую необходимо преобразовать (в ваттах), значение напряжения (в вольтах) и коэффициент мощности, чтобы найти ток (в амперах).

Например, используйте следующую формулу для расчета тока трехфазного электрического генератора мощностью 114 кВт, заданным напряжением 440 В и номинальным коэффициентом мощности 0,8:

I = \ frac {P } {1,732 В \ times \ text {коэффициент мощности}} = \ frac {1141000} {4401,732 \ times 0.8} = 187 \ text {amps}

Расчет мощности трехфазного переменного тока | Electrical Academia

В схеме распределения трехфазного переменного тока три однофазных источника переменного тока соединены между собой по схеме звезды или треугольника, чтобы сформировать трехпроводное питание в генераторе переменного тока, трансформаторе или электродвигателе, а иногда и в 4 -проводка в генераторе или трансформаторе.

Если бы три однофазных источника переменного тока были синфазны друг с другом, и эти однофазные источники переменного тока имели равные номинальные мощности, общая мощность, доступная для подключенной нагрузки, была бы произведением трехфазного сетевого напряжения переменного тока. умноженный на 3-фазный линейный ток трехфазного переменного тока для любого из источников, умноженный на коэффициент 3, но это не так.

Чтобы использовать только три проводника цепи вместо шести, необходимых для подачи и возврата (по 2 каждого) из трех источников однофазного переменного тока, теперь три источника однофазного переменного тока производятся на электростанции, не совпадающей по фазе. друг с другом с коэффициентом 120 ⁰ :

При подключении по схеме звезды или треугольника общая мощность генератора переменного тока, двигателя или трансформатора (или другой трехфазной нагрузки переменного тока) является векторным сложением вместо прямое алгебраическое сложение.

Потому что ни один однофазный источник переменного тока не может выдать свое полное среднеквадратичное напряжение (среднеквадратическое или эффективное напряжение переменного тока — эквивалентное равному рабочему значению постоянного напряжения), когда вольтметр помещен на любые два из трех линейных (фазных) проводов полная мощность системы генерации, распределения или передачи электроэнергии трехфазного переменного тока увеличивается только в √3 (1,732) раз.

Опять же, предполагая равные номинальные мощности трех источников однофазного переменного тока, общая мощность, доступная для подключенной нагрузки трехфазного переменного тока, представляет собой произведение напряжения трехфазной сети переменного тока на трехфазный линейный ток, умноженное на модель √3 .По формуле:

Вольт-Ампер (ВА) = √3 × В _ЛИНИЯ × A _ЛИНИЯ

Или киловольт-ампер (кВА) = (√3 × В _LINE × A _LINE ) ÷ 1000 (/ k)

Треугольник мощности переменного тока

В цепи постоянного или однофазного резистивного переменного тока В цепи произведение линейного напряжения на линейный ток равно общей мощности, потребляемой цепью.

В трехфазной резистивной цепи переменного тока произведение √3 , умноженного на линейное напряжение, на линейный ток, равно общей мощности, потребляемой схемой.

Сопротивление цепи обозначается буквой R в законе Ома [E = I × R или V = A × R] и в законе мощности Ватта [P = I ² × R, или P = A ² × R]. Когда ток в цепи течет против сопротивления; тепло выделяется (рассеивается) как мощность (истинная или активная мощность) цепи.

Рисунок 1. Реактивные элементы в цепи переменного тока

Все цепи переменного тока, кроме чисто резистивных цепей переменного тока, имеют еще один элемент, который обеспечивает реактивное сопротивление . Реактивность или реактивная нагрузка — это тип сопротивления потоку электрического тока, который не рассеивает электрическое сопротивление в виде тепла. Вместо этого реактивное сопротивление временно сохраняет электрическую энергию в элементе схемы. Сохраненная электрическая энергия возвращается в цепь при изменении условий цепи (как приложенного напряжения, так и потребляемого тока).

Переменный ток постоянно меняется по величине и периодически меняет направление тока на противоположное. Примером реактивного сопротивления является автомобильный аккумулятор, который может заряжаться и разряжаться при запуске двигателя и перезаряжаться во время работы двигателя. Как показано на , рис. 1, , двумя запоминающими элементами в электрической цепи переменного тока являются конденсаторы и катушки индуктивности.

Конденсатор состоит из двух проводящих пластин с изолирующей непроводящей пластиной (диэлектриком) между ними.Конденсатор обозначается или упоминается как устройство напряжения, потому что он накапливает электрическую энергию в электростатическом поле через диэлектрик между по меньшей мере двумя проводящими пластинами или другими проводящими поверхностями.

Конденсатор формируется путем объединения проводов питания и возврата электрической цепи в общую трубу, кабелепровод или другую дорожку качения, либо в оболочке или броне многожильного кабеля. Однако при стандартной частоте распределения электроэнергии 60 Гц емкость цепи минимальна: индуктивное реактивное сопротивление является основным реактивным компонентом в цепи AC .

Катушка индуктивности состоит из намотанной или намотанной спиралью катушки из непрерывного провода (обычно установленной на железном сердечнике). Индуктор обозначается или упоминается как устройство тока, потому что он накапливает электрическую энергию в электромагнитном поле, которое окружает катушку с проводом. (Железный сердечник используется для концентрации «силовых линий» или «силовых линий» электромагнитного поля — окружающий воздух не является хорошим проводником этих магнитных линий.) провод либо поверх самого себя, либо вдоль границ стержня из черного металла или других металлических форм: генераторы или генераторы переменного тока, двигатели, трансформаторы, соленоиды для клапанов и реле, силовые контакторы и пускатели двигателей, а также катушки реактора — все это индуктивные нагрузки .

Рисунок 2 . Соотношение мощностей в цепи переменного тока

Как показано в треугольнике мощности переменного тока на рис. 2 , мощность , представленная аббревиатурой W (ватты) или кВт (киловатты — тысячи ватт), представляет собой резистивную мощность . (истинная или активная мощность) цепи. Мощность отражает выполняемую работу, будь то тепло, свет или вращающая сила электродвигателя.

Мощность, запасаемая в цепи переменного тока конденсатором или катушкой индуктивности, обозначается аббревиатурой VAR (вольт-амперы, реактивные) или kVAR (киловары — тысячи вольт-ампер-реактивных).Сохраненная мощность, которая возвращается в схему либо конденсатором, когда происходит изменение величины напряжения в цепи, либо индуктором, когда происходит изменение величины тока цепи, описывается как реактивная мощность . .

Полная мощность цепи переменного тока, показанная на Рис. 1-17 как гипотенуза треугольника мощности, определяется путем измерения мощности, подаваемой на цепь, с помощью вольтметра и амперметра и умножения их показаний. .Полная мощность , представленная аббревиатурой VA (вольт-амперы) или кВА (киловольт-амперы — тысячи вольт-ампер), представляет собой мощность, которую цепь питания должна обеспечивать для поддержки подключенной нагрузки. Электропитание переменного тока доступно как однофазное, так и трехфазное.

Коэффициент мощности цепи переменного тока

Коэффициент мощности цепи переменного тока (Рисунок 2) — это отношение истинной мощности, которая представляет собой мощность цепи, деленную на полную мощность схемы.

Коэффициент мощности (pf) всегда будет иметь значение 1 или меньше. По формуле:

pf = Вт ÷ Вольт-Ампер = P ÷ S

Калькулятор силы тока — Deelat Industrial USA

Используйте этот калькулятор для определения электрического тока в амперах (A).

Текущий тип Постоянный токAC — однофазныйAC — трехфазный

Тип напряжения Линия к линии Линия к нейтрали

Как пользоваться калькулятором силы тока

1. Выберите тип тока (постоянный ток, переменный ток — однофазный, или переменный — трехфазный)
2. Введите мощность в ваттах
3. Введите напряжение в вольтах
4. (для систем переменного тока) Введите коэффициент мощности
5. (только для трехфазного переменного тока) Введите тип напряжения: от линии к линии или от линии к нейтрали
6. Нажмите РАССЧИТАТЬ

Преобразование ватт в амперы (система постоянного тока)

Вычислить ток I в амперах (A) можно, разделив мощность P в ваттах (Вт) на напряжение V в вольтах (В):

Преобразование ватт в амперы (однофазная система переменного тока)

Определите фазный ток I в амперах (A), разделив мощность P в ваттах (Вт) на коэффициент мощности PF, умноженный на действующее значение напряжения V в вольтах (В):

(Коэффициент мощности — это отношение реальной мощности, протекающей к нагрузке, к полной мощности в цепи.Значения коэффициента мощности могут находиться в диапазоне от 0 до 1.

Среднеквадратичное значение напряжения — это квадратный корень из среднего квадрата мгновенного напряжения за один цикл.)

Преобразование ватт в амперы (трехфазная система переменного тока)

Линейное напряжение:

Рассчитайте фазный ток I в амперах (A), разделив мощность P в ваттах (Вт) на квадратный корень из 3-кратного коэффициента мощности PF, умноженного на среднеквадратичное напряжение VL-L между линиями в вольтах (В):

(Коэффициент мощности — это отношение реальной мощности, протекающей к нагрузке, к полной мощности в цепи.Значения коэффициента мощности могут находиться в диапазоне от 0 до 1.

Линейное напряжение — это напряжение, измеренное между любыми двумя линиями в трехфазной цепи.)

Напряжение между фазой и нейтралью:

Определите фазный ток I в амперах (A), разделив мощность P в ваттах (Вт) на 3-кратный коэффициент мощности PF, умноженный на действующее значение напряжения VL-N между фазой и нейтралью в вольтах (В):

(Коэффициент мощности — это отношение реальной мощности, протекающей к нагрузке, к полной мощности в цепи.Значения коэффициента мощности могут находиться в диапазоне от 0 до 1.

Напряжение между фазой и нейтралью — это напряжение, измеренное между любой линией и нейтралью.)

Калькулятор одно- и трехфазного переменного тока

— Blackhawk Supply

Измерения должны быть точными при выборе электрооборудования или при работе с цепями. Если вы не любите считать кВт и ампер вручную — у нас есть решение! Наш онлайн-калькулятор мощности переменного тока может помочь вам преобразовать электрическую мощность в ток и наоборот для однофазной и трехфазной электроэнергии.

Ниже мы научим вас пользоваться нашим калькулятором мощности и расскажем о формулах для этих измерений. Давайте нырнем!

Как пользоваться калькулятором мощности?

Вы хотите преобразовать амперы в кВт (или наоборот), не выполняя математических расчетов? Без проблем!

Наш вычислитель однофазной и трехфазной мощности прост в использовании. Просто заполните поля необходимыми данными, включая тип тока, напряжение и коэффициент мощности. Калькулятор сделает все автоматически.

Калькулятор мощности переменного тока — от кВт до ампер

• Тип тока
• AC — Расчет однофазной мощности
• AC — Расчет трехфазной мощности
• DC
• Ток в амперах
• Тип напряжения
• Между линиями
• Линия-нейтраль
• Напряжение (в вольтах)
• Введите коэффициент мощности
• Показатели мощности (милливатты)
• Результаты мощности (Вт)
• Мощность (киловатт)

Амперы (А или ампер) и киловатты (кВт) — это два разных параметра электричества.Что они имеют в виду?

Ампер указывает количество тока, потребляемого нагрузкой. Киловатты — это количество энергии, потребляемой нагрузкой в ​​любой момент времени. Короче говоря, амперы измеряют ток, а киловатты измеряют мощность.

Как преобразовать токи в киловатты для трехфазного, однофазного переменного тока (AC) или постоянного тока (DC)?

киловатт не могут быть напрямую преобразованы в усилители. Величина тока или мощности зависит от коэффициента мощности, типа тока и типа напряжения.

Однако вы можете получить точные измерения, преобразовав эти показатели с помощью формул. В качестве альтернативы вы можете использовать наш трехфазный преобразователь киловатт в ампер, а также калькулятор однофазной мощности и мощности постоянного тока.

Что такое однофазная электроэнергия?

Фаза означает распределение электрической нагрузки с помощью однофазного или трехфазного источника питания.

Однофазная электроэнергия обычно используется в бытовых электросетях, жилых домах и небольших офисах.Другими словами, он работает с приборами, которым требуется небольшое количество энергии (холодильники, лампы, обогреватели, телевизоры и тому подобное).

Стандарт однофазного распределения электроэнергии в США составляет 120 В переменного тока при частоте 60 Гц. Каждый герц означает количество изменений электричества, происходящих в проводе каждую секунду. Следует отметить, что питание переменного тока может переключать полярность, в отличие от питания постоянного тока.

Как рассчитать однофазную мощность?

Вот формулы, которые можно использовать для расчета однофазной мощности.

Киловатт от усилителя

кВт = PF × A × V / 1000

В этой формуле количество мощности (в кВт) равно коэффициенту мощности нагрузки (PF), умноженному на фазный ток, измеренному в амперах (A), умноженному на среднеквадратичное напряжение (В) и разделенному на 1000.

Ампер от Киловатт

A = 1000 × кВт / (PF × V)

A обозначает фазный ток, который равен кВт (мощности), умноженному на 1000, затем деленному на коэффициент мощности (PF), умноженный на действующее значение напряжения (V).

Что такое трехфазное питание переменного тока?

Трехфазная электроэнергия — это распространенный тип генерации и распределения электроэнергии переменного тока, широко используемый для нагрузок мощностью более 1000 Вт. В отличие от однофазного источника питания, трехфазное питание требует меньше алюминия или меди, имеет больший КПД проводника и выдерживает большие силовые нагрузки. Это также обеспечивает большую общую плотность, оптимизируя тем самым потребление энергии.

Для более точного расчета мощности формула для трехфазных приложений должна учитывать тип конфигурации мощности.Две наиболее распространенные конфигурации — это треугольник (используется только три провода) и wey (имеет четвертый нейтральный провод).

Трехфазный источник питания обычно используется в коммерческих и промышленных объектах с большими двигателями, производственным оборудованием, мощными кондиционерами и другими приложениями с большими нагрузками.

Теперь по основной теме. Как перевести амперы в киловатты в трехфазных цепях переменного тока (и наоборот)?

Как рассчитать трехфазную мощность?

Вот уравнения, которые можно использовать для расчета трехфазной мощности.Имейте в виду, что формула трехфазной мощности будет отличаться для линейного и нейтрального напряжений.

Киловатт от ампер (линейное напряжение)

кВт = √3 × PF × A × V / 1000

Мощность (кВт) равна квадратному корню из трех (√3), умноженному на коэффициент мощности (PF), умноженному на ток (амперы или А), умноженному на линейное среднеквадратичное напряжение (В), деленное на 1000.

Киловатт от ампера (линейное напряжение)

кВт = 3 × PF × A × V / 1000

Вы можете рассчитать трехфазную мощность от ампер до кВт с линейным напряжением так же, как и с линейным напряжением.Единственное отличие состоит в том, что квадратный корень из трех (√3) заменяется числом три (3), а среднеквадратичное значение между фазами заменяется среднеквадратичным напряжением между фазами и нейтралью в уравнении.

А в Киловаттах (линейное напряжение)

A = 1000 × кВт / (√3 × PF × V)

Фазный ток (A) равен 1000 киловатт (кВт), деленных на квадратный корень из трех, умноженный на коэффициент мощности (PF), умноженный на линейное среднеквадратичное напряжение (В).

А в Киловаттах (линейное напряжение)

A = 1000 × кВт / (3 × PF × V)

Для расчета трехфазного источника питания необходимо умножить 1000 на мощность (кВт), разделенную на троекратный коэффициент мощности, умноженный на действующее значение напряжения между фазой и нейтралью (В).

Что такое коэффициент мощности?

Итак, мы несколько раз упоминали коэффициент мощности (PF) в формулах. Он относится к соотношению между реальной и кажущейся мощностью, рассеиваемой цепью переменного тока, к продукту с электрическим питанием.

Реальная мощность означает электрическую мощность, используемую устройствами, в то время как полная мощность означает электричество, подаваемое в цепь.

Значение коэффициента мощности колеблется от нуля до единицы, в зависимости от резистивной и реальной нагрузки.

• Коэффициент мощности равен нулю (0), когда вся мощность является реактивной.
• Коэффициент мощности равен единице (1), когда вся мощность является реальной (без реактивной мощности).

Как рассчитать коэффициент мощности?

Существует множество уравнений коэффициента мощности в зависимости от типа мощности и тока. Давайте рассмотрим все формулы коэффициента мощности.

Коэффициент мощности для синусоидального тока равен абсолютному значению косинуса полной фазы мощности. Фазовый угол полной мощности будет обозначен как φ в формулах ниже.

Для расчета реальной мощности в ваттах:

Вт = | ВА | × PF = | VA | × | cos φ |

Реальная мощность равна полной мощности в вольт-амперах (ВА), умноженной на коэффициент мощности.

Резистивно-импедансная нагрузка

PF (резистивная нагрузка) = P / | S | = 1

Реальная мощность резистивных импедансных нагрузок равна полной мощности (S) с коэффициентом мощности (PF), равным 1 (единице).

Вольт-ампер реактивный

Q = | ВА | × | sin φ |

Реактивная мощность (Q) в вольт-амперах, реактивная равна полной мощности в вольт-амперах (ВА), умноженной на синус фазового угла.

Однофазное питание

PF = | cos φ | = 1000 × кВт / (В × A)

Чтобы рассчитать коэффициент мощности для однофазной цепи, необходимо умножить 1000 на мощность в киловаттах (кВт), разделенную на действующее значение напряжения (В), умноженное на фазный ток в амперах (А).

Трехфазное питание (линейное)

PF = | cos φ | = 1000 × кВт / (√3 × В × A)

Расчет линейной трехфазной мощности для коэффициента мощности: 1000, умноженное на мощность в киловаттах (кВт), затем разделенное на квадратный корень из трех, умноженное на линейное среднеквадратичное напряжение (В), умноженное на фазный ток в усилители (А).

Трехфазное питание (фаза-нейтраль)

PF = | cos φ | = 1000 × кВт / (3 × В × А)

Чтобы измерить коэффициент мощности для трехфазной мощности между фазой и нейтралью, умножьте 1000 на киловатты (кВт), затем разделите на трехкратное действующее значение напряжения между фазой и нейтралью (В), умноженное на амперы (A).

Преобразование кВт в амперы

Вы хотите перевести киловатты в амперы? Эти данные можно рассчитать по простой формуле (при условии, что вам известен коэффициент мощности). Формула:

I = P / (√3 × PF × V)

В этом уравнении I означает ток (в амперах), P означает соответствующую мощность (измеренную в ваттах), PF — коэффициент мощности, а V — напряжение.

Если ваша мощность измеряется в тысячах ватт, будет проще преобразовать данные в ватты, умножив их на 1000. Вам также необходимо убедиться, что ваше напряжение измеряется в киловольтах (кВ).

Приведем пример, использующий формулу выше. Если коэффициент мощности равен 0,8, мощность 1,5 кВт (1500 Вт) и постоянное напряжение 220 В (В), расчет будет:

I = 1500 / (√3 × 0,8 × 220) = 4,92 А

Так же вы можете переводить ватты и киловатты в амперы.

Преобразование ампер в кВт

А теперь давайте сделаем наоборот. Для преобразования ампер в киловатты используйте следующую формулу:

P = √3 × PF × I × V

Маркировка здесь такая же. P — мощность, коэффициент мощности — PF, I — ток (в амперах), а V — напряжение.

В нашем следующем примере мы будем использовать то же напряжение (220 В) и коэффициент мощности (0,8), а ток — 4,92 А. А теперь конвертируем амперы в киловатты:

.

P = √3 × 0.8 × 4,92 × 220 = 1500 Вт = 1,5 кВт

Заключение

Как видите, вычислить и преобразовать амперы в киловатты и наоборот довольно просто. Однако использование формул для расчета полной трехфазной мощности может занять немного времени.

Если вы хотите получить точные измерения без каких-либо проблем — воспользуйтесь нашим онлайн-калькулятором мощности переменного тока, так как он поможет вам найти лучшие источники электропитания для ваших систем.

Blackhawk Supply предлагает широкий ассортимент HVAC, сантехнического и электрического оборудования.Выбирайте реле, корпуса, трансформаторы, блоки питания и другие устройства!

Как рассчитать трехфазную мощность и кВтч

Трехфазная мощность используется в основном в системах распределения электроэнергии, таких как системы электроснабжения домов и предприятий. Трехфазный называется трехфазным, потому что переменный ток течет по трем отдельным проводникам. Каждый ток немного задерживается или не совпадает по фазе с другим. Например, если вы предполагаете, что проводник A является ведущим, проводник B задерживается на одну треть цикла по сравнению с A, а проводник C задерживается на две трети цикла по сравнению с A.Вместе проводники образуют трехфазную цепь и связанные с ней уровни тока, напряжения и мощности.

Определите фазное напряжение для каждого проводника. Подключите вольтметр между каждым проводом и нейтралью. Запишите напряжение. Проделайте это для всех трех проводников. В качестве примера предположим, что V1 = 300 В, V2 = 280 В и V3 = 250 В

Определите фазные токи для каждого проводника. Подключите амперметр между каждым проводом и нейтралью. Запишите ток. Проделайте это для всех трех проводников.В качестве примера предположим, что I1 = 130 ампер, I2 = 120 ампер и I3 = 110 ампер.

Рассчитайте мощность для каждой фазы. Мощность равна напряжению, умноженному на ток, или P = VI. Сделайте это для каждого проводника. Используя приведенные выше примеры:

P1 = V1 x I1 = 300 В x 130 ампер = 39 000 ВА или 39 кВА P2 = V2 x I2 = 280 В x 120 ампер = 33 600 ВА или 33,6 кВА P3 = V3 x I3 = 250 В x 110 ампер = 27 500 ВА или 27,5 кВА

Рассчитайте общую трехфазную мощность, или «Ptotal», сложив мощности каждой фазы вместе: Ptotal = P1 + P2 + P3.Используя приведенный выше пример:

Ptotal = 39 кВА + 33,6 кВА + 27,5 кВА = 100,1 кВА

Преобразуйте Ptotal из кВА в киловатты по формуле: P (кВт) = P (кВА) x коэффициент мощности. Обратитесь к рабочим характеристикам, чтобы узнать коэффициент мощности, связанный с системой. Если принять коэффициент мощности 0,86 и применить числа, указанные выше:

P (кВт) = P (кВА) x коэффициент мощности = 100,1 кВА и 0,86 = 86 кВт

Определите киловатт-часы (кВтч), связанные с потреблением энергии, используя формула: P (кВт) x часы использования.Если предположить 8 часов использования и продолжить пример:

кВтч = P (кВт) x часы использования = 86 кВт x 8 часов = 688 кВтч

Тесты происходят — Блог Teledyne LeCroy: Расчет трехфазной мощности

Рисунок 1: Расчет трехфазной мощности влечет за собой суммирование расчетов мощности отдельных фаз

До сих пор наши обсуждения расчетов мощности охватывали только однофазные системы с одним напряжением и одним током.Теперь мы обратимся к трехфазным системам, которые можно представить как совокупность трех однофазных систем. В общем, расчеты трехфазной мощности представляют собой простое суммирование расчетов мощности отдельных фаз и должны быть сбалансированы по всем трем фазам.

На рис. 1 наглядно показано, как это работает. Формулы для реальной, полной и реактивной мощности:

• Активная мощность (P): P _всего = P _A + P _B + P _C
• Полная мощность (S): S _всего = S _A + S _B + S _C
• Реактивная мощность (Q): Q _всего = Q _A + Q _B + Q _C

Рисунок 2: Линейное напряжение Измерения , как показано выше, необходимо скорректировать на величину и фазу

Достаточно просто.Однако есть некоторые исключения из вышеизложенного. Например, если вы проводите измерения линейного напряжения, напряжения и токи не совпадают по фазе и должны быть скорректированы. Если ваша схема имеет обмотку треугольником, у вас будет ток на клеммах, а не ток катушки. Измерения могут быть точными, но у вас может не быть баланса по всем трем обмоткам. Альтернативный подход — использовать метод двух ваттметров, который предоставит правильные общие значения, но покажет значения только для двух из трех фаз, и эти два значения не будут сбалансированы.

Измерение трехфазного линейного напряжения

Давайте более внимательно рассмотрим исключение между строками. Как упоминалось выше, в таких случаях напряжение и ток не будут совпадать по фазе, поэтому вам необходимо исправить это, выполнив преобразование амплитуды и фазы в фазу с фазой на нейтраль. Ссылаясь на рисунок 2, математические соотношения между V _AB и V _AN следующие:

Рисунок 3: Напряжение часто измеряется между линиями, но измеряется ток между линиями -нейтрально

• Величина: V _AB = V _AN * √3
• Фаза: V _A-B = V _A-N — 30 °

Эти отношения верны для всех трех фаз трехфазной системы.Возможно, у вас есть система, в которой напряжения и токи соотносятся друг с другом (рисунок 3). Напряжение часто измеряется от линии к линии, но часто нейтральная точка недоступна, или вы можете просто предпочесть измерение между линиями. Между тем, ток измеряется по схеме «фаза-нейтраль». Таким образом, линейные напряжения должны снова быть преобразованы в линейные напряжения. Мы производим вычисления, как показано выше, и суммируем фазы, чтобы найти итоги в каждом случае.

Рисунок 4: С треугольными обмотками баланс мощности по всем трем фазам может быть неуловимым в расчетах

Исключение дельта-обмотки

В ситуациях с обмоткой треугольником напряжение по-прежнему измеряется между фазами: оно должно быть, поскольку нейтральная точка недоступна.Измеряемый ток — это ток на клеммах, что не то же самое, что токи «катушки». Расчеты, показанные выше, по-прежнему будут правильными, но у вас может не быть баланса мощности по всем трем фазам, потому что вы на самом деле не измеряете ток «катушки». Тем не менее, общая трехфазная мощность по-прежнему рассчитывается, как описано выше, путем суммирования фаз.

Двухваттметр для измерения трехфазной мощности

Измерение мощности с помощью двух ваттметров можно выполнить на обмотке треугольником или звездой (рис. 5).В любом случае напряжение измеряется между линиями на двух фазах, причем обе относятся к общей точке. В примерах, показанных на рисунке 5, измерения — VA-C и VB-C, где C является общей точкой отсчета. Ток также измеряется на этих двух фазах, поэтому у нас есть ток A и ток B, оба протекающие в нейтральную точку C.

Рис. измерения работают как на обмотках треугольником, так и звездой , как показано на рисунке

Этот метод работает, потому что мы можем делать математические предположения.Если мы знаем два из трех значений напряжения и тока, мы можем решить третий. Согласно теореме Тевенина, мы можем взять линейное напряжение и линейный ток, а также линейный ток и линейное напряжение и вычислить трехфазную мощность непосредственно на основе этой информации. Математические допущения следующие:

• Σ (I _A + I _B + I _C ) = 0
• Σ (V _A-B + V _B-C + V _C-A ) = 0

Наш последний пост в этой серии свяжет все воедино, рассмотрев пример измерения трехфазной мощности от двигателя на 480 В.

Предыдущие публикации в этой серии:

Назад к основам: основы электропитания
Назад к основам: основы электропитания от сети переменного тока (часть II)
Назад к основам: трехфазные синусоидальные напряжения
Подробнее основы трехфазных синусоидальных напряжений
Назад к основам: Линейный синусоидальный переменный ток
Расчет мощности для чисто синусоидальных волн
Расчет мощности для искаженных синусоидальных волн

Какова формула трехфазной цепи?

Введение

Трехфазная цепь состоит из трехфазного источника, трехфазной нагрузки и трехфазной линии передачи.Самая основная характеристика этой схемы — наличие одной или нескольких групп источников питания. Каждая группа состоит из трех источников питания синусоидальной формы с одинаковой амплитудой, одинаковой частотой, разностью фаз 120 °, а источник питания и нагрузка соединены определенным образом. Трехфазные цепи широко используются в энергосистемах, таких как производство, передача, распределение и электрическое оборудование большой мощности.

Что означает 3 фазы?

Каталог

---

Ⅰ Основы трехфазной схемы

Три фазы могут быть запитаны по шести проводам, причем два провода зарезервированы для исключительного использования каждой фазы.Однако они обычно поставляются только по трем проводам , а фазное или линейное напряжение — это напряжения между тремя возможными парами проводов. Фазные или линейные токи — это токи в каждом проводе. Напряжения и токи обычно выражаются как действующие или действующие значения, как в однофазном анализе.

1.1 Характеристика трехфазной цепи

Специальный источник питания
Специальная нагрузка
Специальное соединение
Специальное решение

1.2 Условия трехфазной цепи

1) Концевой провод (пожарный провод)
2) Нейтраль
3) Линейный ток
4) Сетевое напряжение
5) Фазный ток
6) Фазное напряжение
7) Трехфазная трехпроводная система и трехфазная четырехпроводная. система проводов

1,3 Трехфазное напряжение и ток

Резюме: линейное напряжение в зависимости от фазового напряжения
1) Линейный ток равен соответствующему фазному току.
2) Если фазное напряжение симметрично, линейное напряжение также симметрично.
3) Напряжение сети в √3 раз больше фазного напряжения.
4) Фаза сетевого напряжения опережает соответствующее фазное напряжение на 30 ° .

Резюме: линейный ток в зависимости от фазового тока
1) Напряжение в сети равно соответствующему фазному напряжению.
2) Если фазные токи симметричны, линейные токи также симметричны.
3) Линейный ток в √3 раз больше фазного напряжения.
4) Фаза сетевого тока отстает от соответствующего фазного напряжения на 30 ° .

1.4 Преимущества трехфазной цепи

Выработка электроэнергии: трехфазная мощность увеличена на 50% по сравнению с однофазной мощностью.
Коробка передач: На 25% на меньше материала, чем при передаче по однофазной цепи. То есть при определенных условиях для передачи определенного количества мощности по трехфазной сети требуется только 75% меди для однофазной передачи.
Распределение энергии: более экономично, чем однофазные трансформаторы, и легче подключается к нагрузке.
Транспортировка: простая конструкция, низкая стоимость, надежная работа, удобство обслуживания.
Кроме того, три провода обычно используются в высоковольтных линиях электропередачи, будь то на опорах или столбах, со штыревыми или подвесными изоляторами. Некоторые высоковольтные линии теперь являются постоянным током, поскольку твердотельные устройства упрощают преобразование в переменный ток и обратно. В линиях постоянного тока отсутствуют проблемы, связанные с фазой, а также устранен скин-эффект, который уменьшает эффективную площадь проводников.Управлять передачей электроэнергии на большие расстояния не так просто, как можно было бы подумать.

Ⅱ Симметричный и асимметричный

2.1 Симметричная трехфазная цепь

Симметричный трехфазный источник питания обычно генерируется трехфазным синхронным генератором, как показано на рисунке (а). Среди них трехфазные обмотки различаются по пространству на 120 °. Когда ротор вращается с постоянной угловой скоростью ω, в трехфазной обмотке генерируется индуцированное напряжение, тем самым образуя симметричный трехфазный источник питания, как показано на рисунке (b).Среди них три конца A, B и C называются начальным концом, а три конца X, Y и Z называются концом. Когда вы подключаете нагрузку к трем проводам, это нужно делать так, чтобы это не нарушало симметрию.

Мгновенное напряжение Расчет трехфазной мощности

В формуле возьмем напряжение фазы A u _A в качестве опорной величины синуса. Диаграмма формы трехфазного напряжения показана на рисунке (а).
Ключом к пониманию трехфазного тока является понимание векторной диаграммы напряжений или токов. Вектор трехфазного источника питания можно представить на рисунке (б).

Характеристики симметричного трехфазного источника питания могут быть получены из приведенной выше формулы:

По приведенной выше формуле сумма мгновенного значения трехфазного источника питания и сумма вектора всегда равны нулю.

Последовательность, в которой каждая фаза трехфазной мощности проходит через одно и то же значение (например, максимальное значение), называется последовательностью фаз трехфазной мощности, а последовательность фаз вышеупомянутого трехфазного напряжения называется положительной последовательностью.И наоборот, если фаза B превышает 120 ° фазы A, а фаза C превышает 120 ° фазы B, эта последовательность фаз называется обратной последовательностью. Если нет специальных инструкций, обычно по умолчанию используется положительный порядок.

2.2 Трехфазная асимметрия

1) В трехфазной цепи, если имеется асимметричная часть, это называется трехфазной асимметрией.
2) Комплексная мощность, потребляемая трехфазной нагрузкой, равна сумме различных комплексных мощностей.
3) Мгновенная мощность трехфазной цепи — это сумма мгновенной мощности каждой фазной нагрузки.
4) В трехфазной трехпроводной схеме, симметричной или несимметричной, можно использовать два измерителя мощности для измерения трехфазной мощности.
Когда напряжение источника питания в трехфазной цепи асимметрично или параметры в цепи асимметричны, ток в цепи обычно асимметричен. Такая схема называется трехфазной асимметрией. В трехфазных цепях очень много деталей несимметрии, и причины разные. Например, в трехфазной цепи много маломощных однофазных нагрузок, их сложно превратить в полностью симметричную цепь.Когда трехфазная цепь разрывается или замыкается накоротко, это также трехфазная цепь асимметрии. Кроме того, в некотором электрическом оборудовании и инструментах формально для работы используется трехфазная асимметрия.
Например, самая распространенная низковольтная трехфазная четырехпроводная система. Из-за большого количества однофазных нагрузок в системе низкого напряжения эквивалентные импедансы Z _A , Z _B и Z _C трехфазной цепи обычно отличаются друг от друга, а мощность напряжение питания в целом можно считать симметричным.Таким образом, симметричный трехфазный источник питания преобразуется в асимметричную трехфазную нагрузку.

Схема, показанная на рисунке, имеет два узла, и напряжение между двумя узлами может быть непосредственно вычислено в соответствии с методом узлового напряжения.

Хотя напряжение источника питания в приведенной выше формуле является симметричным, напряжение между нейтральной точкой источника питания и нейтральной точкой нагрузки не равно нулю из-за асимметрии нагрузки, то есть U _NN ≠ 0.Согласно закону напряжения Кирхгофа , фазное напряжение нагрузки может быть получено как:

Векторная диаграмма каждого напряжения, соответствующего приведенной выше формуле, выглядит следующим образом:

Ⅲ Формулы мощности в трехфазной цепи

1. Средняя мощность
Предположим, что мощность, потребляемая фазной нагрузкой в ​​симметричной трехфазной цепи, равна P _p = U _p I _p cosφ , где U _p — фазное напряжение, а I _p — фазный ток нагрузки.Тогда общая трехфазная мощность составит: P = 3U _p I _p cosφ
Обратите внимание на
1) φ в приведенной выше формуле — это угол разности фаз (угол импеданса) фазного напряжения и фазы. Текущий.
2) cosφ — коэффициент мощности каждой фазы в симметричной трехфазной системе:
cosφA = cosφB = cosφC = cosφ
3) Формула рассчитывает мощность цепи (или мощность, потребляемую нагрузкой) .
Когда нагрузка подключена звездой, линейное напряжение и линейный ток на конце нагрузки подставляются в приведенную выше формулу:

Когда нагрузка подключена треугольником, линейное напряжение и линейный ток на конце нагрузки подставляются в приведенную выше формулу:

2.Реактивная мощность
Реактивная мощность, потребляемая нагрузкой в ​​симметричной трехфазной цепи, равна сумме реактивной мощности каждой фазы:

3. Полная мощность

4. Мгновенная мощность
Предположим, что напряжение и ток фазы A трехфазной нагрузки равны:

Тогда мгновенная мощность каждой фазы равна:
Можно доказать, что их сумма равна

Приведенная выше формула показывает, что мгновенная мощность симметричной трехфазной цепи постоянна и равна средней мощности.Это одно из преимуществ симметричной схемы. Например, в трехфазном двигателе достигается сбалансированный электромагнитный крутящий момент и устраняется механическая вибрация, чего нет в однофазных двигателях.

Ⅳ Часто задаваемые вопросы о трехфазной цепи

1. Что такое трехфазная цепь?

Трехфазное питание — это трехпроводная силовая цепь переменного тока, в которой каждый фазный сигнал переменного тока разнесен на 120 электрических градусов. … трехфазный — это то, что трехфазный источник питания лучше выдерживает более высокие нагрузки. Однофазные источники питания чаще всего используются, когда типичными нагрузками являются освещение или обогрев, а не большие электродвигатели.

2. Сколько проводов в 3 фазе?

четыре провода
Трехфазная система имеет четыре провода. Три — проводники, а один — нейтральный.

3. Какова формула трехфазного питания?

Трехфазные расчеты.Для трехфазных систем мы используем следующее уравнение: кВт = (В × I × PF × 1,732) ÷ 1000.

4. В чем преимущество трехфазной системы?

Трехфазная цепь обеспечивает большую удельную мощность, чем однофазная, при той же силе тока, что позволяет снизить размер проводки и снизить затраты. Кроме того, трехфазное питание упрощает балансировку нагрузок, сводит к минимуму токи гармоник и необходимость в больших нейтральных проводах.

5.Что подразумевается под трехфазной сбалансированной нагрузкой?

Сбалансированное трехфазное напряжение или ток — это напряжение, в котором размер каждой фазы одинаков, а фазовые углы трех фаз отличаются друг от друга на 120 градусов. … При такой сбалансированной нагрузке, если применяется сбалансированное трехфазное питание, токи также будут сбалансированы.

Альтернативные модели

Деталь	Сравнить	Производители	Категория	Описание
Производитель.Номер детали: 49FCT3805EPYGI	Сравнить: Текущая часть	Производители: Технология интегрированных устройств	Категория: Драйверы часов, ФАПЧ	Описание: Тактовый буфер 10Out 20Pin SSOP Tube
ПроизводительЧасть #: IDT49FCT3805EPYI	Сравнить: 49FCT3805EPYGI против IDT49FCT3805EPYI	Производители: Технология интегрированных устройств	Категория: Драйверы часов, ФАПЧ	Описание: IC CLK BUFFER 1: 5 166 МГц 20SSOP
ПроизводительНомер детали: 49FCT3805EPYGI8	Сравнить: 49FCT3805EPYGI против 49FCT3805EPYGI8	Производители: Технология интегрированных устройств	Категория: Драйверы часов, ФАПЧ	Описание: Clock Fanout Buffer 10Out 2 1: 5 20Pin SSOP T / R
ПроизводительНомер детали: 49FCT3805EPYI	Сравнить: 49FCT3805EPYGI против 49FCT3805EPYI	Производители: Технология интегрированных устройств	Категория:	Описание: Clock Fanout Buffer 10-OUT 20-Pin SSOP Tube

.