Мощность трехфазной сети: расчет полной мощности формулой

Расчет мощности трехфазной сети

Количество потребленной энергии в сети однофазного тока определяется простейшими расчетами, это не вызывает затруднений. Расчет мощности трехфазной сети сопряжен с некоторыми трудностями:

  • Наличие трех фаз вместо одной;
  • Различные схемы соединения потребителей – «звезда» или «треугольник»;
  • Симметрия или ее отсутствие при распределении нагрузки по фазам.

Как узнать свою схему

Для правильного определения и расчета мощности требуется знание нескольких факторов:

  • Количества фаз питания;
  • Способа соединения потребителей.

При однофазном подключении используется два провода:

  • Фазный провод;
  • Нулевой провод.

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

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

Трёхфазное или однофазное подключение

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

В однофазной сети потребляемая энергия считается по простейшей формуле:

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

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

Pобщ=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc,

где U, I, cosϕ – напряжение, сила тока и коэффициент мощности в каждой фазе, соответственно.

К сведению. Видно, что в общем случае трехфазное соединение требует большее количество приборов учета.

Иногда посчитать потребление энергии можно по упрощенному варианту. При симметричном потреблении, например, при подключении асинхронного двигателя, токи потребления одинаковы, и формула принимает следующий вид:

где:

  • Uф, Iф – фазные напряжение и ток;
  • Uл, Iл – линейные напряжение и ток.

Характеристики трехфазной системы

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

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

Соотношение между данными параметрами:

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

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

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

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

Пример расчёта мощностных показателей

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

Более сложный расчет бытовой сети:

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

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

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

Измерение мощности ваттметром

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

Варианты измерений:

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

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

Читайте также:
Сифоны и их виды : описание и особености, фото

Видео

Расчет мощности трехфазной сети

Электрическая энергия на все объекты изначально поступает через трехфазную сеть. В частные дома она может заводиться напрямую, а в многоквартирном доме доходит лишь до вводного распределительного устройства. Далее по квартирам расходятся уже однофазные линии. В любом случае потребуется выполнить расчет мощности трехфазной сети, чтобы заранее определить ее способность выдерживать запланированные нагрузки по току. Для того чтобы сделать правильные вычисления, нужно знать особенности таких сетей. Все необходимые расчеты выполняются вручную при помощи формул или с использованием онлайн-калькулятора.

  1. Специфика и особенности трехфазных сетей
  2. Расчет мощности потребителей
  3. Как рассчитать трехфазную сеть
  4. Использование калькулятора для расчета мощности

Специфика и особенности трехфазных сетей

Трехфазные электрические сети наиболее эффективно передают ток через промежуточные звенья, вплоть до потребителя. В процессе доставки потери энергии минимальны.

Наличие трехфазной сети в квартире или частном доме очень легко определить. Для этого нужно просто заглянуть в щиток и посчитать количество проводов. Если в наличии 2 или 3 проводника, значит сеть однофазная. В ней два провода являются фазой и нулем. При наличии заземления может быть третий провод. В трехфазных сетях проводов больше на два из-за двух дополнительных фаз. При отсутствии заземления – их всего четыре, а при наличии заземляющего контура – пять.

Эту же задачу можно решить и с помощью вводного автоматического выключателя. К нему также подводится определенное количество проводов, подключаемых в соответствующие клеммы.

В процессе эксплуатации трехфазной сети велика вероятность неравномерного распределения нагрузки по отдельным фазам. Если к одной из них будет подключено только мощное оборудование, а к другим – обычные бытовые приборы, в этом случае может возникнуть ситуация, называемая перекосом фаз. В результате асимметрии тока и напряжения, отдельные потребители могут выйти из строя. Во избежание негативных последствий, нагрузка должна быть равномерно спланирована еще на стадии проектирования и выполнен расчет мощности трехфазной сети.

Трехфазная сеть, по сравнению с однофазной, отличается большим количеством кабельно-проводниковой продукции, автоматов и других устройств. К ней подключается специфическое трёхфазное оборудование Суммарная мощность будет выше ровно в три раза. Значение мощности рассчитывается по току и напряжению с использованием формул.

Расчет мощности потребителей

В первую очередь нужно заранее установить объемы потребляемой электроэнергии. Для этого суммируется мощность всех потребителей, находящихся в доме. Сюда входит мощное оборудование, обычная бытовая техника и осветительные приборы. У некоторых хозяев этот список может быть дополнен теплыми электрическими полами.

Все необходимы сведения можно посмотреть в техническом паспорте, который прилагается к каждому устройству. На некоторые приборы наносится соответствующая маркировка. Вначале идут самые мощные агрегаты и далее – все остальное оборудование, по мере уменьшения мощности.

Для вычислений берется стиральная машина-автомат, мощностью 2600 Вт, электрический водонагреватель – 1900 Вт, утюг – 1500 Вт, пылесос – 1000 Вт, микроволновка – 800 Вт, компьютер и оргтехника – 600 Вт, осветительные приборы (с лампами эконом) – 400 Вт, холодильник – 300 Вт, телевизор – 100 Вт. Итоговый результат получился 9200 Вт и его необходимо перевести в киловатты. Для этого 9200 Вт делится на 1000, получается 9,2 кВт, что и будет расчетным потреблением электроэнергии.

С данной мощностью может справиться и одна фаза, однако в частных домах устанавливается более мощное оборудование, для работы которого лучше пользоваться сетями 380в. В этом случае гарантируется бесперебойное функционирование отопительных и водонагревательных котлов, насосов, электродвигателей и других агрегатов.

Как рассчитать трехфазную сеть

В качестве примера можно взять некие производственные площади с установленным оборудованием и по этим исходным данным делать расчет мощности трехфазного тока.

В каждом станке используется электродвигатель. Их общая мощность Ру1 составляет 50 кВт, с учетом активной мощности. Кроме того, в помещении установлены осветительные приборы общей мощностью (Ру2) – 3 кВт. Символ Ру обозначает величину установленной суммарной мощности для конкретных групп потребителей. Работа оборудования осуществляется от трехфазной сети с 4 проводами и номинальным напряжением 380 В.

Кроме того, при расчетах учитывается коэффициент спроса Кс, действующий в режиме максимальной нагрузки. Он учитывает наивысшее количество включений потребителей данной группы. Для электродвигателей Кс1 берется с учетом величины их загруженности и составляет 0,35. Для приборов освещения Кс2 составляет 0,9. Все потребители выравниваются усредненным коэффициентом мощности cos φ = 0,75.

Расчеты начинаются с определения силовой нагрузки Р1 = 0,35 х 50 = 17,5 кВт. Далее рассчитывается осветительная нагрузка Р2 = 0,9 х 3 = 2,7 кВт. Таким образом, величина полной расчетной нагрузки составит Р = Р1 + Р2 = 17,5 + 2,7 = 20,2 кВт.

Читайте также:
Пленка ПВХ для гидроизоляции пруда своими руками

Для определения и расчета тока используется формула I = (1000 x P)/(1,73 x Uн x cos φ), в которой Р является расчетной мощностью потребителей, Uн – номинальным напряжением 380 вольт, cos φ – коэффициентом мощности.

Подставив нужные значения, находим значение силы и мощности по току: I = (1000 x 20,2)/(1,73 x 380 x 0,75) = 41 А. Полученный результат дает возможность узнать, сможет ли сеть обеспечить нормальную работу потребителей.

Использование калькулятора для расчета мощности

Онлайн-калькулятор существенно ускоряет проведение расчетов мощности в трехфазной сети. Для этого должны быть заранее известны мощность и характер нагрузки – активной и реактивной, сетевое напряжение, а также тип сети – одно- или трехфазный. Все параметры рассчитываются по формулам и методикам, приведенным выше. Достаточно всего лишь вставить в окна необходимые данные и нажать кнопку «Рассчитать ток». В окне с обозначением тока в А появится искомый результат, показывающий величину тока по мощности.

Мощность трехфазной сети

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

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

Рассмотрим трехфазную систему питания

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

Схема соединения звезда:

Схема соединения фаз в звезду

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

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

Фазное напряжение в цепи

Линейное – между фазами:

Линейное напряжение

Поэтому полная мощность трехфазной сети для такого типа соединения будет равна:

Но поскольку линейное и фазное напряжение отличаются между собой в , но считается сумма фазовых мощностей. При расчете трехфазных цепей такого типа принято пользоваться формулой:

Соответственно для активной:

Для реактивной:

Схема соединения в треугольник

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

Измерение мощности

Измерение активной мощности в сетях производится с помощью ваттметра

Цифровой ваттметр Аналоговый ваттметр

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

Схема включения ваттметра при симметричной нагрузке

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

Измерение при несимметричной нагрузке:

Схема включения ваттметра при несимметричной нагрузке

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

Измерении в цепи без нулевого проводника:

Схема включения ваттметра при отсутствии нулевого провода

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

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

Векторная диаграмма включения двух ваттметров при различных видах нагрузки

Мы можем сделать вывод, что показания приборов зависят не только от величины, но еще и от характера нагрузки.

Из диаграммы следует, что мы можем определить показание приборов аналитически:

Проанализировав полученный результат можем сделать вывод что, при преобладании активной нагрузки (φ=0) результаты измерения ваттметров тождественны (W1=W2). При активной и индуктивной (R-L) показания W1 меньше чем W2 (W1 60 0 показания W1 вообще отрицательные (W1 W2, а при φ 0 показания W2 Устройство контактора с управлением от сети постоянного тока

  • Мощность периодических несинусоидальных токов
  • Перевод энергосистемы на постоянный ток может…
  • Удельная мощность: что нам необходимо знать?
  • Комментарии к статье “ Мощность трехфазной сети ”

    В формуле мощности при соединении треугольником надо дописать что Iф= КОРЕНЬ из I ЛИНЕЙНОГО, а значит окончательнаяф формула принимает вид почти ТАКОЙ ЖЕ как и для мощности при соединении звездой — Р=КОРЕНЬ из ТРЁХ * Uфазное * I линейное*соs f

    Читайте также:
    Свое отопление в квартире: видео-инструкция по монтажу системы своими руками, схемы, радиаторы, фото и цена

    При чём U фазное = U линейное. То есть в обеих случаях формула мощности одна и та же.

    ПОдскажите , клещами на проводниках 3 полючного автомата померили ток, получили значения. Как считать мощность через. корень квадратный? или как для однофазки P=UI

    Все зависит от того, какую мощность вы хотите посчитать. Если полную, то да, S = UI. Для других мощностей нужно использовать другие формулы.

    Добавить комментарий Отменить ответ

    • Автоматизация технологических процессов (182)
    • Альтернативная энергетика (34)
    • Интернет вещей (IoT) (135)
    • Микроконтроллеры (33)
    • Моделирование электромеханических систем (22)
    • Новости партнеров (1)
    • Новости электроники (221)
    • Основы электричества (44)
    • Реактивная мощность (13)
    • Робототехника (53)
    • Станки с ЧПУ (46)
    • Схемотехника (132)
    • Теория автоматического управления (17)
    • Электрика в быту (61)
    • Электрические машины и аппараты. Трансформаторы (82)
    • Электропривод (130)
    • Электроснабжение (95)
    • Электротехника (143)
    • Энергосбережение (105)
    • Магнитные пускатели – 142 462
    • Логические элементы и их схемная реализация – 115 708
    • В чем разница между NPN и PNP транзисторами? – 107 250
    • Что такое активная, реактивная и полная мощность – 96 177
    • Ввод и распределение электроэнергии в многоквартирном доме – 89 653
    • Соотношение между фазными и линейными напряжениями. Номинальные напряжения – 89 063
    • Что такое категории надежности электроснабжения? – 84 369
    • 11 мифов о Bluetooth 5.0 – 79 299
    • Мощность трехфазной сети – 72 949
    • Что такое цветовая маркировка шин и проводов и зачем она нужна – 68 752

    Как считается мощность в трехфазной сети?

    Что такое трехфазная сеть в электричестве

    Многофазная электрическая сеть переменного тока была создана благодаря американскому ученому Н. Тесле. В России ученый М. Доливо-Добровольский разработал и содействовал повсеместному внедрению трехфазной электросети.


    Соединение источника и потребителей

    Подаются три фазы переменного тока, которые равны по амплитуде и сдвинуты друг относительно друга на 120°. Фазы могут быть соединены между собой несколькими способами. Самыми распространенными из них являются «звезда» и «треугольник».

    В первом случае у них имеется один общий провод. При таком варианте использования появляется возможность подавать линейное или фазовое напряжение. В квартире первое равно 380 В, второе — 220 В. Общий провод обычно соединен с землей, хотя существуют схемы подключения, в которых это не так.

    К сведению! При подключении «треугольником» каждый выход фазы соединен с одним выходом другой фазы.


    Трехфазная линия передачи

    Расчет потребляемой мощности

    Электромощность является величиной, которая отвечает за факт скорости изменения или передачи электрической энергии. Есть полная и активная мощностная нагрузка, а также активная и реактивная. Полная вычисляется так: S = √ (P2 + Q2), где P является активной частью, а Q реактивной. Для нахождения потребляемого мощностного показателя необходимо знать число электротока, которое потребляется нагрузкой, а также питательное напряжение, которое выдается при помощи источника.

    Что касается бытового определения потребляемой электрической энергии, необходимо вычислить общее количество ватт питания электрических приборов и паспортные данные номинальной силы электротока котла. Как правило, все электрические приборы работают с переменным током и напряжением в 220 вольт. Для вычисления тока проще всего воспользоваться амперметром. Зная первый и второй параметры, реально узнать величину потребляемой энергии.

    Стоит указать, что измерить мощность через напряжение или сделать расчет мощности по сопротивлению и напряжению возможно не только формулой, но и прибором. Для этого можно воспользоваться мультиметром с токоизмерительными клещами или специализированным измерителем — ваттметром.

    Свойства трехфазной сети

    Использование трехфазного электропитания завоевало широкую популярность по следующим причинам:

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

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


    Четыре провода питания

    Рассчитываем мощность трехфазной сети

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

    • Ру — установленная суммарная мощность группы потребителей, по величине равная сумме их заявленных мощностей, измеряется в кВт.
    • Кс — коэффициент спроса при режиме наивысшей нагрузки. Коэффициент спроса учитывает самое большое возможное число включений приемников группы. Для электродвигателей коэффициент спроса должен брать в расчет величину их загрузки.
    Читайте также:
    Несколько вариантов недорогой кровли для крыши: какой вариант выбрать

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

    Какая сила тока трехфазной сети

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

    Вам это будет интересно Применение полевых транзисторов

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


    Трехфазная система с нейтралью

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

    Здесь можно использовать известные данные:

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

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

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


    Прибор для измерения мощности — ваттметр

    Расчет

    Вычисление мощности трехфазной системы дело затруднительное, потому что в сети ток не постоянный, а переменный.

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

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

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

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

    Измерение мощности в трехфазных цепях проводят прибором-ваттметр.

    При симметричной нагрузке измеряют только одну фазу и результат измерения умножают на 3. При замере сразу 3 фаз потребуется 3 прибора. При отсутствии фазы “ноль” измерение проводится 2 приборами и расчет мощности рассчитывается по 1 закону Кирхгофа:

    Сумма показаний двух ваттметров даст показатель мощности трехфазной цепи.

    Какая стандартная потребляемая ее мощность

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

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

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

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

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


    Принцип действия трехфазного генератора

    Специфика и особенности трехфазных сетей

    Трехфазные электрические сети наиболее эффективно передают ток через промежуточные звенья, вплоть до потребителя. В процессе доставки потери энергии минимальны.

    Наличие трехфазной сети в квартире или частном доме очень легко определить. Для этого нужно просто заглянуть в щиток и посчитать количество проводов. Если в наличии 2 или 3 проводника, значит сеть однофазная. В ней два провода являются фазой и нулем. При наличии заземления может быть третий провод. В трехфазных сетях проводов больше на два из-за двух дополнительных фаз. При отсутствии заземления – их всего четыре, а при наличии заземляющего контура – пять.

    Эту же задачу можно решить и с помощью вводного автоматического выключателя. К нему также подводится определенное количество проводов, подключаемых в соответствующие клеммы.

    В процессе эксплуатации трехфазной сети велика вероятность неравномерного распределения нагрузки по отдельным фазам. Если к одной из них будет подключено только мощное оборудование, а к другим – обычные бытовые приборы, в этом случае может возникнуть ситуация, называемая перекосом фаз. В результате асимметрии тока и напряжения, отдельные потребители могут выйти из строя. Во избежание негативных последствий, нагрузка должна быть равномерно спланирована еще на стадии проектирования и выполнен расчет мощности трехфазной сети.

    Читайте также:
    Потолочные светильники: типы и технические параметры, функции, производители

    Калькулятор мощности – расчет по току, напряжению, сопротивлению

    С помощью калькулятора мощности вы можете самостоятельно выполнить расчет мощности по току и напряжению для однофазных (220 В) и трехфазных сетей (380 В). Программа также рассчитывает мощность через сопротивление и напряжение, или через ток и сопротивление согласно закону Ома. Значение cos φ принимается согласно указаниям технического паспорта прибора, усредненным значениям таблиц ниже или рассчитываются самостоятельно по формулам. Без необходимости рекомендуем не изменять коэффициент и оставлять равным 0.95. Чтобы получить результат расчета, нажмите кнопку «Рассчитать».

    Однофазная сеть напряжением 220 В

    Сила тока I (в амперах, А) подсчитывается по формуле:

    I = P / U,

    где P – электрическая полная нагрузка (обязательно указывается в техническом паспорте устройства), Вт (ватт);

    U – напряжение электрической сети, В (вольт).

    Ниже в таблице представлены величины нагрузки типичных бытовых электроприборов и потребляемый ими ток (для напряжения 220 В).

    Электроприбор Потребляемая мощность, Вт Сила тока, А
    Стиральная машина 2000 – 2500 9,0 – 11,4
    Джакузи 2000 – 2500 9,0 – 11,4
    Электроподогрев пола 800 – 1400 3,6 – 6,4
    Стационарная электрическая плита 4500 – 8500 20,5 – 38,6
    СВЧ печь 900 – 1300 4,1 – 5,9
    Посудомоечная машина 2000 — 2500 9,0 – 11,4
    Морозильники, холодильники 140 — 300 0,6 – 1,4
    Мясорубка с электроприводом 1100 — 1200 5,0 — 5,5
    Электрочайник 1850 – 2000 8,4 – 9,0
    Электрическая кофеварка 6з0 — 1200 3,0 – 5,5
    Соковыжималка 240 — 360 1,1 – 1,6
    Тостер 640 — 1100 2,9 — 5,0
    Миксер 250 — 400 1,1 – 1,8
    Фен 400 — 1600 1,8 – 7,3
    Утюг 900 — 1700 4,1 – 7,7
    Пылесос 680 — 1400 3,1 – 6,4
    Вентилятор 250 — 400 1,0 – 1,8
    Телевизор 125 — 180 0,6 – 0,8
    Радиоаппаратура 70 — 100 0,3 – 0,5
    Приборы освещения 20 — 100 0,1 – 0,4

    На рисунке представлена схема устройства электроснабжения квартиры при однофазном подключении к сети напряжением 220 В.

    Как видно из рисунка, различные потребители электроэнергии подключены через соответствующие автоматы к электросчётчику и далее общему автомату, который должен быть рассчитан на нагрузку приборов, которыми будет оборудована квартира. Провод, который подводит питание также должен удовлетворять нагрузке энергопотребителей.

    Ниже приводится таблица для скрытой проводки при однофазной схеме подключения квартиры для подбора провода при напряжении 220 В

    Сечение жилы провода, мм2 Диаметр жилы проводника, мм Медные жилы Алюминиевые жилы
    Ток, А Мощность, Вт Ток, А Мощность, кВт
    0,50 0,80 6 1300
    0,75 0,98 10 2200
    1,00 1,13 14 3100
    1,50 1,38 15 3300 10 2200
    2,00 1,60 19 4200 14 3100
    2,50 1,78 21 4600 16 3500
    4,00 2,26 27 5900 21 4600
    6,00 2,76 34 7500 26 5700
    10,00 3,57 50 11000 38 8400
    16,00 4,51 80 17600 55 12100
    25,00 5,64 100 22000 65 14300

    Как видно из таблицы сечение жил зависит кроме нагрузки и от материала, из которого изготовлен провод.

    Формула для расчета мощности трехфазной сети

    Суббота, вечер. Затеял стирку, запустил стиральную машинку. Попутно решил пропылесосить, заодно включил электрочайник, чтоб после выпить чаю. И свет погас, оставив квартиру в кромешной тьме. Знакомая картина? Чтобы такого не произошло, нужно знать, как рассчитать нагрузку на сеть, зная мощность электрического тока.

    Особенности трехфазной системы

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

    • однофазная;
    • трехфазная.

    Электросеть от электростанций выходит с 3 фазами, попадает к домам в таком же виде, далее разветвляется на отдельные фазы.

    Этот способ передачи электроэнергии считается экономичным, потому что уменьшает потери при транспортировке.

    Как выяснить свою схему

    Узнать количество фаз у себя в доме или квартире легко, для этого нужно открыть распределительный щиток и посчитать провода, по которым ток поступает в квартиру.

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

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

    2 популярных способа соединения трехфазной системы:

    • треугольник;
    • звезда.

    Схема “Треугольник”

    Каждая фаза соединяется с соседними. Сила тока от источника фазная, между собой-линейная.

    Схема “Звезда”

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

    Читайте также:
    Принципиальная электрическая схема подключения кондиционера

    Большинство приборов работают при напряжении 220 В, но некоторые приборы нуждаются в большем напряжении: старые электроплиты, мощные обогреватели и котлы, электроинструмент промышленного назначения.

    Благодаря такой схеме любой прибор будет работать без проблем.

    Свойства трехфазной цепи

    Трехфазная сеть имеет ряд преимуществ:

    • уменьшает потери при транспортировке электричества на дальние расстояния;
    • кабели и оборудование имеют меньший расход чем у монофазной сети;
    • энергосистема сбалансирована;
    • в системе для работы присутствуют сразу 2 формы напряжения: линейное 380 В и фазное 220 В.

    Расчет

    Вычисление мощности трехфазной системы дело затруднительное, потому что в сети ток не постоянный, а переменный.

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

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

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

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

    Измерение мощности в трехфазных цепях проводят прибором-ваттметр.

    При симметричной нагрузке измеряют только одну фазу и результат измерения умножают на 3. При замере сразу 3 фаз потребуется 3 прибора. При отсутствии фазы “ноль” измерение проводится 2 приборами и расчет мощности рассчитывается по 1 закону Кирхгофа:

    Ia+Ib+Ic=0

    Сумма показаний двух ваттметров даст показатель мощности трехфазной цепи.

    Узнаем потребляемую мощность электричества

    Как высчитать мощность и для чего это необходимо?

    Знание предельной потребляемой мощности позволит организовать правильно электроснабжение квартиры или домовладения.

    Чтобы ее вычислить, необходимо подсчитать мощность потребления у однофазных приборов и изучить устройства-трехфазники. Параметры указываются в технических паспортах изделий или в техническом справочнике. Зная эти параметры и используя формулу вычисления мощности, определяется сила тока в трехфазной системе, которая дает нагрузку на электропроводку.

    С помощью полученной информации подбираются предохранители и провода, которые будут применяться при прокладке внутренней электросети.

    Рассчитываем мощность трехфазной сети

    Для удобства и скорых вычислений существуют онлайн сервисы с калькуляторами, в которых можно быстро посчитать мощность сети, введя известные пользователю показатели.

    Полезное видео по теме:

    Как рассчитать мощность трехфазного тока

    Количество потребленной энергии в сети однофазного тока определяется простейшими расчетами, это не вызывает затруднений. Расчет мощности трехфазной сети сопряжен с некоторыми трудностями:

    • Наличие трех фаз вместо одной;
    • Различные схемы соединения потребителей – «звезда» или «треугольник»;
    • Симметрия или ее отсутствие при распределении нагрузки по фазам.


    Счетчик электроэнергии

    Как узнать свою схему

    Для правильного определения и расчета мощности требуется знание нескольких факторов:

    • Количества фаз питания;
    • Способа соединения потребителей.

    При однофазном подключении используется два провода:

    • Фазный провод;
    • Нулевой провод.

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

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


    Соединение источника и потребителей

    Формулы для расчета тока в трехфазной сети

    Подсчитать токовую энергию в трехфазной сети сложно, поскольку вместе одной фазы есть три. К тому же, сложность заключается в использовании нескольких схем соединения. Трудность состоит в симметрии или ее отсутствии во время распределения нагрузки по фазам.

    Для определения силы тока в трехфазной сети, нужно общее число ватт поделить на показатель 1,73, перемноженный на напряжение и косинус мощностного коэффициента, который отражает активную и реактивную составляющую сопротивления нагрузки. Что касается однофазной сети, то из выражения для подсчета убирается показатель 1,73. Остается формула I = P/(U*cos φ).

    Трёхфазное или однофазное подключение

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

    Учимся легко считать потребляемую мощность электроприбора

    В однофазной сети потребляемая энергия считается по простейшей формуле:

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

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

    Pобщ=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc,

    где U, I, cosϕ – напряжение, сила тока и коэффициент мощности в каждой фазе, соответственно.

    К сведению. Видно, что в общем случае трехфазное соединение требует большее количество приборов учета.

    Читайте также:
    Романтические нотки в интерьере спальни для девушки

    Иногда посчитать потребление энергии можно по упрощенному варианту. При симметричном потреблении, например, при подключении асинхронного двигателя, токи потребления одинаковы, и формула принимает следующий вид:

    где:

    • Uф, Iф – фазные напряжение и ток;
    • Uл, Iл – линейные напряжение и ток.


    Асинхронный двигатель

    Расчет тока

    Величина тока рассчитывается по мощности и необходима на этапе проектирования (планирования) жилища – квартиры, дома.

    • От значения этой величины зависит выбор питающего кабеля (провода), по которому могут быть подключены приборы электропотребления к сети.
    • Зная напряжение электрической сети и полную нагрузку электроприборов, можно по формуле вычислить силу тока, который потребуется пропускать по проводнику (проводу, кабелю). По его величине выбирают площадь сечения жил.

    Если известны электропотребители в квартире или доме, необходимо выполнить несложные расчёты, чтобы правильно смонтировать схему электроснабжения.

    Аналогичные расчёты выполняются для производственных целей: определения необходимой площади сечения жил кабеля при осуществлении подключения промышленного оборудования (различных промышленных электрических двигателей и механизмов).

    Характеристики трехфазной системы

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

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

    Соотношение между данными параметрами:

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

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


    Последствия увеличения сопротивления нейтрали

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

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

    Формула расчета мощности электрического тока

    Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.

    В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:

    а для трехфазной сети: I = P/(1,73*U*cos φ),

    где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.

    Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление. В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.

    Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше. Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое. Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).

    Пример расчёта мощностных показателей

    Расчёт электрической и акустической проводок

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

    Более сложный расчет бытовой сети:

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

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

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

    Однофазная сеть напряжением 220 В

    Сила тока I (в амперах, А) подсчитывается по формуле:

    Читайте также:
    Разновидности светодиодных светильников с датчиками движения

    I = P / U,

    где P – электрическая полная нагрузка (обязательно указывается в техническом паспорте устройства), Вт (ватт);

    U – напряжение электрической сети, В (вольт).

    Ниже в таблице представлены величины нагрузки типичных бытовых электроприборов и потребляемый ими ток (для напряжения 220 В).

    Электроприбор Потребляемая мощность, Вт Сила тока, А
    Стиральная машина 2000 – 2500 9,0 – 11,4
    Джакузи 2000 – 2500 9,0 – 11,4
    Электроподогрев пола 800 – 1400 3,6 – 6,4
    Стационарная электрическая плита 4500 – 8500 20,5 – 38,6
    СВЧ печь 900 – 1300 4,1 – 5,9
    Посудомоечная машина 2000 — 2500 9,0 – 11,4
    Морозильники, холодильники 140 — 300 0,6 – 1,4
    Мясорубка с электроприводом 1100 — 1200 5,0 — 5,5
    Электрочайник 1850 – 2000 8,4 – 9,0
    Электрическая кофеварка 6з0 — 1200 3,0 – 5,5
    Соковыжималка 240 — 360 1,1 – 1,6
    Тостер 640 — 1100 2,9 — 5,0
    Миксер 250 — 400 1,1 – 1,8
    Фен 400 — 1600 1,8 – 7,3
    Утюг 900 — 1700 4,1 – 7,7
    Пылесос 680 — 1400 3,1 – 6,4
    Вентилятор 250 — 400 1,0 – 1,8
    Телевизор 125 — 180 0,6 – 0,8
    Радиоаппаратура 70 — 100 0,3 – 0,5
    Приборы освещения 20 — 100 0,1 – 0,4

    На рисунке представлена схема устройства электроснабжения квартиры при однофазном подключении к сети напряжением 220 В.

    Как видно из рисунка, различные потребители электроэнергии подключены через соответствующие автоматы к электросчётчику и далее общему автомату, который должен быть рассчитан на нагрузку приборов, которыми будет оборудована квартира. Провод, который подводит питание также должен удовлетворять нагрузке энергопотребителей.

    Ниже приводится таблица для скрытой проводки при однофазной схеме подключения квартиры для подбора провода при напряжении 220 В

    Сечение жилы провода, мм2 Диаметр жилы проводника, мм Медные жилы Алюминиевые жилы
    Ток, А Мощность, Вт Ток, А Мощность, кВт
    0,50 0,80 6 1300
    0,75 0,98 10 2200
    1,00 1,13 14 3100
    1,50 1,38 15 3300 10 2200
    2,00 1,60 19 4200 14 3100
    2,50 1,78 21 4600 16 3500
    4,00 2,26 27 5900 21 4600
    6,00 2,76 34 7500 26 5700
    10,00 3,57 50 11000 38 8400
    16,00 4,51 80 17600 55 12100
    25,00 5,64 100 22000 65 14300

    Как видно из таблицы сечение жил зависит кроме нагрузки и от материала, из которого изготовлен провод.

    Измерение мощности ваттметром

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


    Трехфазный цифровой ваттметр

    Варианты измерений:

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


    Схемы измерения

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

    Зависимость тока от мощности в трехфазной сети

    Что такое трехфазная сеть в электричестве

    Многофазная электрическая сеть переменного тока была создана благодаря американскому ученому Н. Тесле. В России ученый М. Доливо-Добровольский разработал и содействовал повсеместному внедрению трехфазной электросети.


    Соединение источника и потребителей

    Подаются три фазы переменного тока, которые равны по амплитуде и сдвинуты друг относительно друга на 120°. Фазы могут быть соединены между собой несколькими способами. Самыми распространенными из них являются «звезда» и «треугольник».

    В первом случае у них имеется один общий провод. При таком варианте использования появляется возможность подавать линейное или фазовое напряжение. В квартире первое равно 380 В, второе — 220 В. Общий провод обычно соединен с землей, хотя существуют схемы подключения, в которых это не так.

    К сведению! При подключении «треугольником» каждый выход фазы соединен с одним выходом другой фазы.


    Трехфазная линия передачи


    Узнаем потребляемую мощность электричества

    Итак, перейдем к существу, нам нужно узнать мощность электричества по току и напряжению. Прежде всего нужно знать, сколько потреблять энергии вы будете. Это легко узнать, сопоставив все энергопотребители в вашем доме. Давайте выберем самую распространенную технику, без которой не обойтись современному человеку. Кстати, узнать сколько потребляет тот или иной прибор, можно в паспортных данных вашего электроприбора, или на бирке, которая может быть на корпусе. Начнем с самого высокого потребления напряжения:

    • Стиральная машина — 2700 Ватт
    • Водонагреватель (бойлер) — 2000 Ватт
    • Утюг — 1875 Ватт
    • Кофеварка — 1200 Ватт
    • Пылесос — 1000 Ватт
    • Микроволновая печь — 800 Ватт
    • Компьютер — 500 Ватт
    • Освещение — 500 Ватт
    • Холодильник — 300 Ватт
    • Телевизор — 100 Ватт
    Читайте также:
    Мягкие игрушки своими руками - выбор материалов, креативные идеи, свежие фото примеры

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

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

    Итого у нас потребление 10.9 кВт.

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

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

    Свойства трехфазной сети

    Использование трехфазного электропитания завоевало широкую популярность по следующим причинам:

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

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


    Четыре провода питания

    Какая сила тока трехфазной сети

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

    Вам это будет интересно Особенности переходного сопротивления

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


    Трехфазная система с нейтралью

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

    Здесь можно использовать известные данные:

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

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

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


    Прибор для измерения мощности — ваттметр

    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.

    Читайте также:
    Пленочный инфракрасный теплый пол: отзывы, выбор и монтаж

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

    Какая стандартная потребляемая ее мощность

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

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

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

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

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


    Принцип действия трехфазного генератора

    Расчёт мощности по току и напряжению

    Данный расчет происходит по факту мощности, проделывать его необходимо еще до начала проектирование своего жилища (дома, квартиры).

    • Из этого значение зависят кабеля питающие приборы которые подключены к электросети.
    • По формуле можно вычислить силу тока, для этого понадобиться взять точное напряжение сети и нагрузку питающихся приборов. Ее величина дает нам понять площадь сечение жил.

    Если вам известны все электроприборы, которые в будущем должны питаться от сети, тогда можно легко сделать расчеты для схемы электроснабжение. Эти же расчеты можно выполнять и для производственных целей.

    Однофазная сеть напряжением 220 вольт

    Формула силы тока I (A — амперы):

    Где P — это электрическая полная нагрузка (ее обозначение обязательно указывается в техническом паспорте данного устройства), Вт — ватт;

    U — напряжение электросети, В (вольт).

    В таблице представлены стандартные нагрузки электроприборов и потребляемый ими ток (220 В).

    Электроприбор Потребляемая мощность, Вт Сила тока, А
    Стиральная машина 2000 – 2500 9,0 – 11,4
    Джакузи 2000 – 2500 9,0 – 11,4
    Электроподогрев пола 800 – 1400 3,6 – 6,4
    Стационарная электрическая плита 4500 – 8500 20,5 – 38,6
    СВЧ печь 900 – 1300 4,1 – 5,9
    Посудомоечная машина 2000 — 2500 9,0 – 11,4
    Морозильники, холодильники 140 — 300 0,6 – 1,4
    Мясорубка с электроприводом 1100 — 1200 5,0 — 5,5
    Электрочайник 1850 – 2000 8,4 – 9,0
    Электрическая кофеварка 6з0 — 1200 3,0 – 5,5
    Соковыжималка 240 — 360 1,1 – 1,6
    Тостер 640 — 1100 2,9 — 5,0
    Миксер 250 — 400 1,1 – 1,8
    Фен 400 — 1600 1,8 – 7,3
    Утюг 900 — 1700 4,1 – 7,7
    Пылесос 680 — 1400 3,1 – 6,4
    Вентилятор 250 — 400 1,0 – 1,8
    Телевизор 125 — 180 0,6 – 0,8
    Радиоаппаратура 70 — 100 0,3 – 0,5
    Приборы освещения 20 — 100 0,1 – 0,4

    На рисунке вы можете видет схему устройства электроснабжение дома при однофазном подключении к сети 220 вольт.

    Схема приборов при однофазном напряжении

    Как и показано на рисунке, все потребители должны быть подключены к соответствующим автоматам и счетчику, далее к общему автомату который будет выдерживать общею нагрузку дома. Кабель который будет доводит ток, должен выдерживать нагрузку всех подключенных бытовых приборов.

    В таблице ниже показана скрытая проводка при однофазной схеме подключение жилища для подбора кабеля при напряжении 220 вольт.

    Сечение жилы провода, мм 2 Диаметр жилы проводника, мм Медные жилы Алюминиевые жилы
    Ток, А Мощность, Вт Ток, А Мощность, кВт
    0,50 0,80 6 1300
    0,75 0,98 10 2200
    1,00 1,13 14 3100
    1,50 1,38 15 3300 10 2200
    2,00 1,60 19 4200 14 3100
    2,50 1,78 21 4600 16 3500
    4,00 2,26 27 5900 21 4600
    6,00 2,76 34 7500 26 5700
    10,00 3,57 50 11000 38 8400
    16,00 4,51 80 17600 55 12100
    25,00 5,64 100 22000 65 14300

    Как и показано в таблице, сечение жил зависит и от материала из которого изготовлен.

    Рейтинг
    ( Пока оценок нет )
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Добавить комментарий

    ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: