Расчет мощности трехфазной сети. Как посчитать мощность в трехфазной сети.

Советы и вопросы
Как посчитать мощность в трехфазной сети - Характеристики трёхфазных цепей Однофазная сеть напряжением 220 вольт Как определить потребляемую мощность цепи имея тестер, который меряет сопротивление? Симметричная нагрузка Измерение мощности

Как показано на рисунке, все потребители должны быть подключены к соответствующим блокам предохранителей и счетчикам, а затем к общему блоку предохранителей, который несет общую нагрузку дома. Кабель под напряжением должен выдерживать нагрузку всех подключенных приборов.

Расчет мощности трехфазной сети

Счетчик электроэнергии

В зависимости от типа подключения потребляемая мощность определяется по-разному.

В однофазной сети потребляемая мощность рассчитывается по простейшей формуле:

где cosϕ — коэффициент мощности, характеризующий сдвиг фаз между током и напряжением при холостом ходе.

Мощность трехфазной сети представляет собой сумму мощностей, потребляемых каждой отдельной фазой. Формула для 3 x фазной мощности выглядит следующим образом:

Rob=Ua∙Ia∙Ia∙cosϕa+ Ub∙Ib∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc,

где U, I, cosϕ — напряжение, ток и коэффициент мощности в каждой фазе, соответственно.

Для справки. Очевидно, что для трехфазного подключения обычно требуется большее количество счетчиков.

Иногда энергопотребление можно рассчитать упрощенным способом. Если потребление симметрично, например, если подключен асинхронный двигатель, токи потребления равны и формула имеет следующий вид.

Где:

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

Асинхронный двигатель

Характеристики трехфазной системы

Трехфазная энергосистема характеризуется различными значениями напряжения и тока. Энергосистема характеризуется различными напряжениями и характеристиками:

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

Взаимосвязь между этими параметрами:

Если распределение нагрузки симметрично, токи во всех проводниках равны. В четырехпроводной цепи (с заземленной нейтралью) ток в нейтральном проводнике не течет, поэтому сеть продолжает нормально работать даже при прерывании нуля.

Если потребляемая мощность между фазами различна, в нейтральном проводнике протекает некоторый ток. Полный обрыв нейтрального проводника приводит к дисбалансу фаз, поэтому напряжение в проводниках может изменяться между нулем и сетевым напряжением.

Последствия увеличения сопротивления нейтрали

Реактивный характер нагрузки учитывается коэффициентом мощности cosϕ. Это значение пришло из теории комплексных чисел и используется, когда необходимо рассчитать параметры цепей переменного тока. Для активных нагрузок cosϕ=1, но чем более неактивны нагрузки, тем больше уменьшается коэффициент, показывая, как уменьшается фактическая мощность по отношению к полной мощности.

Это важно: по этой причине компенсаторы реактивной мощности устанавливаются в цепях реактивной мощности для правильного расчета и снижения нагрузки на генераторные установки. Исправленные схемы приближают коэффициент cosϕ к единице.

Пример расчёта мощностных показателей

Самый простой пример — расчет энергопотребления симметричной нагрузки. Какую мощность потребляет трехфазный асинхронный двигатель, подключенный к сети 380 В и потребляющий 10 А на фазу? Коэффициент мощности cosϕ = 0,76. Тогда потребляемая мощность одинакова:

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.

Robc=Ua∙Ia∙cosϕa+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc=∙10+220∙5+220∙2∙0,5=3520 ВА.

С помощью онлайн-инструмента расчета можно избежать большинства ошибок и сократить время расчета. Вам нужно только правильно ввести текущие значения

Расчет мощности трехфазной сети

Все здания снабжаются электроэнергией по трехфазной системе. В многоквартирном доме она подается непосредственно в сеть; в многоквартирном доме она поступает к центральному распределителю. Оттуда однофазные линии прокладываются к квартирам. В любом случае необходимо рассчитать пропускную способность трехфазной сети, чтобы заранее определить, сможет ли она нести предполагаемые электрические нагрузки. Для того чтобы сделать правильные расчеты, необходимо знать особенности этих сеток. Все необходимые расчеты выполняются вручную с использованием формул или электронного калькулятора.

Трехфазные сети более эффективно проводят электроэнергию через промежуточные соединения к потребителю. Потери энергии в процессе доставки минимальны.

Расчет мощности трехфазной сети

Наличие трехфазной сети в квартире или частном доме очень легко распознать. Просто посмотрите на распределительный щит и посчитайте количество проводов. Если есть 2 или 3 провода, то сеть однофазная. Два провода — это фаза и нейтраль. Если есть заземление, может присутствовать третий проводник. В трехфазной сети есть два дополнительных провода из-за двух дополнительных фаз. Если заземления нет, то их всего четыре, а если есть заземленная цепь, то пять. Эту же проблему можно решить с помощью главного выключателя. В устройство также вставляется определенное количество проводов, которые подключаются к соответствующим клеммам.

При эксплуатации трехфазной сети возможно неравномерное распределение нагрузки между отдельными фазами. Если к одной из фаз подключены только приборы с высокой мощностью, а к другой — обычные бытовые приборы, может произойти так называемый сдвиг фаз. В результате асимметрии тока и напряжения могут быть повреждены отдельные потребители. Чтобы избежать негативных последствий, на этапе планирования необходимо равномерно распределить нагрузку и определить размеры трехфазной сети.

По сравнению с однофазной системой, трехфазная сеть характеризуется большим количеством кабелей, коммутаторов и других устройств. Общая емкость будет ровно в три раза больше. Значение мощности рассчитывается по формулам для тока и напряжения.

Расчет мощности потребителей

Первым шагом является предварительный расчет потребляемой мощности. Для этого суммируется мощность всех потребителей в доме. К ним относятся мощные электроприборы, обычные бытовые приборы и осветительные приборы. Для некоторых домовладельцев к этому списку можно добавить подогрев пола.

Всю необходимую информацию можно найти в техническом паспорте, который прилагается к каждому устройству. Некоторые единицы имеют соответствующую маркировку. Самые мощные устройства идут первыми, за ними в порядке убывания следует остальное оборудование.

Для расчетов возьмем автоматическую стиральную машину мощностью 2600 Вт, электрический водонагреватель — 1900 Вт, утюг — 1500 Вт, пылесос — 1000 Вт, микроволновую печь — 800 Вт, компьютеры и оргтехнику — 600 Вт, осветительное оборудование (с экономичными лампочками) — 400 Вт, холодильник — 300 Вт, телевизор — 100 Вт. Конечный результат составляет 9200 Вт и должен быть переведен в киловатты. Для этого разделите 9200 Вт на 1000, что даст 9,2 кВт — расчетную потребляемую мощность.

С такой мощностью можно обойтись одной фазой, но в частных домах устанавливаются более мощные приборы, для работы которых лучше использовать сеть 380 В. В этом случае гарантируется бесперебойная работа обогревателей, водонагревателей, насосов, электродвигателей и других агрегатов.

Как рассчитать трехфазную сеть

В качестве примера можно взять производственное помещение с установленным оборудованием и использовать эти выходные данные для расчета мощности трехфазного тока.

Как понять закон Ома: простое объяснение для чайников с формулой и понятиями

Каждая машина оснащена электродвигателем. Их общая мощность Ru1 составляет 50 кВт с учетом активной мощности. Кроме того, есть светильники с общей мощностью (Ru2) 3 кВт. Символ Ru указывает на общую установленную мощность для конкретных групп потребителей. Питание агрегата осуществляется по трехфазной схеме с 4 проводниками и номинальным напряжением 380 В.

Кроме того, в расчетах учитывается коэффициент максимального спроса на нагрузку Kc. При этом учитывается наибольшая заполняемость для данной группы потребителей. Для электродвигателей Kc1 рассматривается по отношению к номинальному значению нагрузки и составляет 0,35. Для осветительного оборудования Kc2 составляет 0,9. Все нагрузки приравниваются к среднему коэффициенту мощности cos φ = 0,75.

Расчет начинается с силовой нагрузки P1 = 0,35 x 50 = 17,5 кВт. Затем рассчитывается нагрузка на освещение P2 = 0,9 x 3 = 2,7 кВт. Таким образом, общая расчетная нагрузка составляет P = P1 + P2 = 17,5 + 2,7 = 20,2 кВт.

Для определения и расчета тока используйте формулу I = (1000 x P) / (1,73 x Un x cos φ), где P — расчетная мощность нагрузок, Un — номинальное напряжение 380 вольт, cos φ — коэффициент мощности.

Подставьте необходимые значения и найдите значение мощности и силы тока: I = (1000 x 20,2)/(1,73 x 380 x 0,75) = 41 A. Результат показывает, сможет ли сеть обеспечить нормальную работу потребителей.

Оцените статью