Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Właściciele mieszkań, domów prywatnych i innych zelektryfikowanych obiektów często stają przed pytaniem o ustalenie wartości podstawowych wielkości elektrycznych, ponieważ nie jest łatwo obliczyć moc przez dopuszczalne natężenie prądu i znane napięcie lub rozwiązać problem odwrotny.

Bezpośrednie zastosowanie dobrze znanego prawa Ohma bez uwzględnienia specyfiki sieci i urządzeń gospodarstwa domowego może prowadzić do nieprawidłowego wyniku.

W tym artykule zrozumiemy, jaka jest moc i opiszmy, jak obliczyć ten wskaźnik.

Podstawowe pojęcia ilości

Dla prądu elektrycznego znane są zależności między wielkościami podstawowymi, takimi jak siła ( I, amper), napięcie ( U, wolt), moc ( P, wat) i rezystancja obwodu ( R, om). Zazwyczaj do rozwiązywania rzeczywistych problemów użyj pierwszych trzech parametrów, z których każdy w praktyce ma swoje własne niuanse.

Prąd elektryczny

Obliczenie wystarczającego przekroju rdzenia i wartość nominalna wyłącznika dla konkretnej gałęzi sieci energetycznej jest przeprowadzana zgodnie z wartością maksymalnego prądu dla tej sekcji. Jest to konieczne, aby zapobiec zapłonowi przewodów, co często powoduje pożar.

Parametry pracy automatów i RCD są wybierane zgodnie z wymogami regulacyjnymi. Aby określić dopuszczalny przekrój rdzeni w zależności od maksymalnej możliwej siły prądu, konieczne jest użycie tabeli dostarczonej przez producenta produktu, ponieważ kable są najczęściej produkowane zgodnie ze specyfikacjami, a nie zgodnie z GOST.

Mając te same etykiety, kable produkowane zgodnie z GOST (po lewej) i TU (po prawej) różnią się zarówno pod względem wizualnym, jak i pod względem ich głównych cech.

Ponieważ możliwe jest obliczenie siły prądu elektrycznego przez moc pobieraną przez urządzenia i napięcie sieciowe, konieczne jest prawidłowe określenie wartości tych dwóch wskaźników.

Napięcie w sieciach domowych

Wielu właścicieli apartamentów uważa, że standardowe napięcie w fazie dla potrzeb domowych wynosi około 220 V. W większości przypadków jest to prawdą. Chociaż według GOST 29322-2014, od 10 października 2015 r., W Federacji Rosyjskiej miało nastąpić przejście na system 230 V zgodny z krajami UE.

Odstępstwo od 5% normy jest dopuszczalne w dowolnym okresie i 10% przez okres nieprzekraczający 1 godziny. Tak więc, zgodnie ze starymi zasadami, wartość napięcia może wahać się w zakresie od 198 do 242 V i zgodnie z obecnym GOST - od 207 do 253 V.

Istnieją również przypadki, w których napięcie w sieci przez długi czas jest znacznie niższe niż standard. Taka sytuacja ma miejsce, gdy całkowita moc urządzeń elektrycznych podłączonych do odgałęzienia jest znacznie wyższa niż planowana i gdy większość z nich jest włączona, występuje „osiadanie sieci”.

Problem ten pojawia się w obszarze odpowiedzialności organizacji odpowiedzialnych za dostawy energii elektrycznej i wiąże się z przeciążeniem transformatorów rozdzielczych, pogorszeniem stanu podstacji lub niedostatecznym przekrojem przewodów.

Zredukowane napięcie wejściowe nie tylko prowadzi do zmiany bieżącego parametru i możliwego wyzwolenia zabezpieczenia, ale także do szybkiego uszkodzenia urządzeń elektrycznych zawierających asynchroniczne silniki elektryczne lub skomplikowaną elektronikę

Aby poznać wartość rzeczywistego napięcia, konieczne jest okresowe wykonywanie pomiarów za pomocą woltomierza. Jeśli wskaźniki silnie „chodzą”, konieczne jest użycie stabilizatora lub droższego konwertera z funkcją urządzenia magazynującego energię.

Niuanse w koncepcji urządzeń energetycznych

Wszystkie urządzenia zużywające energię elektryczną mają taki parametr jak moc. Im bardziej ten wskaźnik, tym więcej energii pobiera urządzenie z obwodu.

W sumie istnieją trzy rodzaje mocy:

  • Aktywny ( P ). Charakteryzuje szybkość transferu energii elektrycznej do innej postaci, na przykład elektromagnetycznej lub termicznej. Należy to uwzględnić przy obliczaniu nieodwracalnych kosztów energii elektrycznej, a tym samym kosztów eksploatacji urządzenia. Jednostka miary - waty.
  • Reaktywny ( Q ). Charakteryzuje energię pochodzącą ze źródła (transformatora) do elementów biernych odbiornika (kondensatory, uzwojenia silnika), ale potem niemal natychmiast powraca do źródła. Jednostka miary - W lub var (transkrypt - reaktywny wolt-amper).
  • Complete ( S ). Charakteryzuje obciążenie, które konsument nakłada na elementy łańcucha. Jest on używany do obliczania pola przekroju poprzecznego kabla i wyboru wartości nominalnej automatów, tzn. Obliczanie natężenia prądu odbywa się z pełnej mocy wszystkich urządzeń elektrycznych podłączonych do obwodu. Jednostką miary jest W lub V * A (B * A to woltamper).

Wszystkie te parametry można przeliczyć poprzez kąt fazowy, który występuje między wektorem napięcia a prądem ( f ):

P = S * cos ( f );

Q = S * sin ( f );

S 2 = P 2 + Q 2 .

Sprzęt gospodarstwa domowego, w którym całkowita moc może znacznie przewyższać moc czynną, obejmuje lodówki, pralki, świetlówki i niektóre lampy energooszczędne, a także urządzenia energoelektroniczne.

Silniki zwykle wskazują moc czynną i stosunek. W tym przypadku całkowita moc jest obliczana w następujący sposób: S = P / cos (f) = 750 / 0, 78 = 962 W

Jest też coś takiego jak moc szczytowa lub początkowa. Faktem jest, że rozpraszanie silników wymaga znacznie więcej wysiłku niż utrzymanie ich rotacji. Dlatego podczas włączania urządzeń, takich jak lodówka lub pralka, występuje krótkotrwały wzrost obciążenia sekcji obwodu.

Prądy początkowe mogą być kilka razy wyższe niż pracowników. Przy obliczaniu wymaganego przekroju kabli i wyborze wartości nominalnej maszyny należy wziąć to pod uwagę.

Aby to zrobić, musisz określić urządzenie o największej różnicy między pojemnością początkową i roboczą i dodać ją do całkowitej wartości. Prądy rozruchowe innych urządzeń można pominąć, ponieważ prawdopodobieństwo równoczesnego uruchomienia silników dla różnych odbiorników jest prawie zerowe.

Relacje liniowe i fazowe

Obecnie praktyka łączenia obiektów gospodarstwa domowego z trójfazowymi sieciami energetycznymi stała się powszechna.

Jest to uzasadnione z następujących powodów:

  • Znaczne zużycie energii. W tym przypadku wprowadzenie jednofazowej sieci o dużej mocy będzie bardzo nieefektywne ze względu na duży przekrój kabla i wysokie zużycie materiału transformatora.
  • Obecność urządzeń działających w trzech fazach. Wdrożenie schematu łączenia takiego urządzenia z obwodem jednofazowym nie jest bardzo proste i obarczone jest zakłóceniami, które występują, na przykład, gdy uruchamia się silnik asynchroniczny.

Istnieją dwa sposoby łączenia urządzeń trójfazowych - „gwiazda” i „trójkąt”.

Schematyczne schematy przenoszenia mocy w trzech fazach. Otrzymali nazwę „gwiazda” i „trójkąt” ze względu na ich podobieństwo geometryczne do tych obiektów.

W obwodach gwiazdowych prądy liniowe i fazowe są identyczne, a napięcie linii jest 1, 73 razy większe od napięcia fazowego:

I l = I f ;

U l = 1, 73 * U f .

Ta formuła wyjaśnia znany stosunek napięć dla domowych i niskonapięciowych sieci przemysłowych o częstotliwości 50 Hz: 220/380 V (zgodnie z nowym GOST: 230/400 V).

W przypadku połączenia typu trójkątnego przeciwnie, napięcie jest takie samo, a prądy liniowe są bardziej fazowe:

I l = 1, 73 * If ;

U l = U f .

Te wzory można stosować tylko przy symetrycznym obciążeniu fazowym. Jeśli pobór prądu przez kable jest inny (odbiornik asymetryczny), obliczenia są przeprowadzane przy użyciu reguł algebry wektorowej, a wynikowy prąd wyrównawczy jest kompensowany przez przewód neutralny. Jednak w przypadku sieci z podłączonymi urządzeniami domowymi takie przypadki są rzadkie.

Korelacja wielkości podstawowych

Najczęstszym problemem, z jakim spotykają się zwykli konsumenci, jest obliczenie rzeczywistej siły prądu. Jak więc poprawnie obliczyć natężenie prądu na podstawie znanych wartości napięcia i mocy? Konieczne jest rozwiązanie tego problemu przy uzasadnianiu wartości przekroju poprzecznego rdzeni i wartości nominalnej automatu, posiadających informacje techniczne o urządzeniach, które zostaną wprowadzone do tego obwodu.

Po obliczeniu prądu często wybierz kabel o najmniejszym dopuszczalnym przekroju. Jednak nie zawsze jest to poprawne, ponieważ takie rozwiązanie prowadzi do znacznych ograniczeń w potrzebie dodawania nowych urządzeń do sieci.

Czasami konieczne jest wykonanie odwrotnych obliczeń i określenie, jaka łączna moc może być podłączona do urządzeń przy znanym napięciu i maksymalnej dopuszczalnej sile prądu, która jest ograniczona istniejącym okablowaniem.

Aby rozwiązać te dwa problemy w obwodzie jednofazowym, można użyć prostej formuły:

I = s / u ;

S = U * I,

gdzie S to całkowita całkowita moc wszystkich odbiorców elektrycznych.

Wykres kołowy odzwierciedlający prawo Ohma i wyrażający zależność mocy, prądu, napięcia i rezystancji jest odpowiedni do obliczania parametrów obwodu jednofazowego

Aby rozwiązać problem obliczania prądu na podstawie znanych lub obliczonych wartości mocy i napięcia w obwodzie trójfazowym, należy znać całkowite obciążenie nałożone na każdą fazę.

Zarówno najbardziej wymagający przekrój żył kabla, jak i minimalna dopuszczalna wartość nominalna maszyny są wybierane z najbardziej ruchliwej linii, biorąc pod uwagę, że:

S = 3 * max { S 1, S 2, S 3 }.

I = S / ( U * 1, 73).

Dopuszczalną moc dla każdej z faz można obliczyć według następującego wzoru:

S 1, 2, 3 <S / 3 = I * U / 1, 73,

gdzie I jest maksymalnym dopuszczalnym prądem dla istniejącego okablowania.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Obliczanie natężenia prądu przez moc dla wyboru przekroju kabla:

Określenie grup poboru mocy urządzeń elektrycznych na przykładzie domu prywatnego:

Obliczanie prądu w celu określenia parametrów okablowania lub określenia dopuszczalnej mocy w istniejącym obwodzie można wykonać niezależnie. W celu poprawnego rozwiązania problemu należy wziąć pod uwagę niuanse, które pojawiają się w praktyce, a nie tylko używać dobrze znanych formuł, które działają w „idealnych” warunkach.

Jeśli masz pytania dotyczące tematu artykułu lub możesz dodać ten materiał z interesującymi informacjami, zostaw swoje komentarze w polu poniżej.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Elektryk