Расчёт мощности трёхфазной сети | Сайт электрика
Привет читатели моего сайта. Сегодня мы с вами на реальном примере рассмотрим формулу, с помощью которой, можно рассчитать мощность (нагрузку) трёхфазной сети.
Но для начала нужно определиться какая у вас мощность, так как она бывает двух видов:
1. равномерная (симметричная)
2. неравномерная (несимметричной)
Пример равномерной нагрузки – это когда у вас работает электродвигатель. То есть ток по всем фазам протекает одинаковый. Не большими разбежностями, тут можно пренебречь. А в нулевом проводе ток равняется нулю. В таком случае формула имеет вот такой вид:
P = √3*Uф*I* cos (φ) = 1,73Uл*I* cos (φ)
Где Uф – это фазное напряжение
Uл – это линейное напряжение
I – ток, который протекает в проводнике. Его можно измерять токоизмерительными клещами.
cos (φ) – коэффициент мощности. Обычно берут 0.76
Неравномерная нагрузка – это когда ток во всех фазах разный. К примеру, от трёхфазной сети питается освещение какого-то помещения.
Pобщ = Ua*Ia* cos (φ1) + Ub*Ib* cos (φ2) + Uc*Ic* cos (φ3)
Давайте решим задачу.
Нужно найти мощность, которую потребляет загородный домик с трёхфазной сетью. Ток по фазам – A — 5.4, B – 7, C – 3 Ампер. cos (φ3) – для упрощения возьмём 1.
Решение.
Если cos (φ3) у нас равняется 1, то это число можно сократить, а все токовые показатели сложить и умножить на напряжение 220 В.
Робщ = (5,4 + 7+3)*220 = 15,4*220 = 3388 Вт ≈ 3,4 кВт
На этом у меня все. В статье я привел реальный пример, как можно рассчитать мощность трёхфазной сети. Конечно, если углубится в эту тему, то можно ещё найти активную и реактивную мощность. Но об этом я напишу в следующих статьях, так что подписывайтесь на обновления. Если статья была вам полезна, то поделитесь нею со своими друзьями в социальных сетях.
Кстати, советую вам посмотреть статью Расчет тока электродвигателя.
С уважением Александр!
Читайте также статьи:
Распределение нагрузки по фазам. Расчет трехфазной сети
Вам необходимо сделать трехфазное питание для дома? О том, как это сделать, читайте описание ниже.
Прежде всего, нужно провести расчет трехфазной цепи.
Порядок распределения нагрузки по фазам
1. Симметрично распределить нагрузку на три фазы. Мощность на каждой фазе будет равна мощности трехфазной нагрузки, кратная трем.
2. Рассчитать нагрузку на каждую фазу.
3. В результате, нужно добиться того, чтобы на каждой фазе, в момент полной загрузки сети, была примерно одинаковая мощность.
4. Определить ток на самой загруженной фазе. После этого необходимо проверить, чтобы при максимальной мощности ток был меньше тока срабатывания входного трехфазного автомата.
Расчет нагрузки по фазам
Допустим, у вас имеется трехфазный двигатель мощностью 1500 Вт.
Соответственно, на каждую фазу приходится по 500 Вт активной мощности. Предположим, что cos фи=0,8. Полная мощность равна: 500/0,8. Получается, что 625 Вт нужно распределить на каждую фазу.
Кроме двигателя к фазам, вероятно, подключены и другие потребители. Например, кроме 500 Вт подключается освещение на 200 Вт и конвектор на 300 Вт. Все мощности суммируются по горизонтали. Реактивная мощность остается без изменений (если не используются нагрузки с реактивной составляющей).
По теореме Пифагора можно определить реактивную мощность.
Но на практике это довольно сложные расчеты. Поэтому, это рассчитывается приближенно: 625 Вт + 500 Вт = 1150 Вт. Эта сумма получается больше точных расчетов по формуле, но страшного ничего нет. Расчет произведен с небольшим запасом.
На практике для приблизительных расчетов достаточно сложить все полные мощности и по ним определить мощность автомата для требуемой нагрузки.
Разводка однофазного щитка
Например, к щиту подключаются — плита (варочная панель) 7,2 кВт; духовой шкаф 4,3 кВт; кухня 5,5 кВт; комната 3,5 кВт; ванная 3,5 кВт; двигатель 3-фазный 1,5 кВт; розетка 3-фазная.
Рассмотрим такую ситуацию: у вас была однофазная сеть и теперь дали разрешение на проведение трехфазной. В этом случае нужно все потребители распределить по фазам.
Самый мощный прибор это варочная панель (плита) 7,2 кВт, которую нужно посадить на первую фазу. На вторую подключить духовой шкаф и комнату. В итоге получается 7,8 кВт. А на третью фазу подключить кухню и ванную комнату. Общая мощность получится 9 кВт. Прибавим еще мощность двигателя, разделив ее на каждую фазу одинаково. В итоге получилось: на первой фазе 7,8 кВт; на второй фазе 9,4 кВт; на третьей — 9,6 кВт. Приблизительно распределили нагрузку по фазам по возможности равномерно. Посмотрим, какой в результате получился щиток.
- Итак, трехфазный щиток состоит из входного автомата и трехфазного счетчика. Далее, на первую фазу подключен автомат 40 Ампер, через который питается плита мощностью 7,2 кВт. Если просуммировать с двигателем, будет 7,8 кВт.
- Ко второй фазе через автомат 25 Ампер подключен духовой шкаф и микроволновая печь.
Через второй автомат 16 Ампер подсоединена комната проектной мощностью 3,5 кВт. Общая мощность получилась 8,4 кВт. - К третьей фазе подключен ДИФ автомат и обычный автомат. Через обычный автомат на 25 Ампер подключена кухня проектной мощностью 5,5 кВт. Через ДИФ автомат подключена ванная комната проектной мощностью 3,5 кВт. Общая мощность на третью фазу получается 9,6 кВт.
Через второй автомат 16 Ампер подсоединена комната проектной мощностью 3,5 кВт. Общая мощность получилась 8,4 кВт.Распределение полной мощности двигателя на три фазы по 0,6 кВт:
- первая фаза: 7,2+0,6=7,8 кВт;
- вторая фаза: 4,3+3,5+0,6=8,4 кВт;
- третья фаза: 5,5+3,5+0,6=9,6 кВт.
По всем трем фазам максимальная мощность составляет 9,6 кВт. Если проектная мощность 8,8 кВт и входной автомат на 40 Ампер, а у нас проектная мощность на одной из трех фаз 9,6 кВт, то такой автомат не выдержит нагрузку. Если третью фазу загрузить на полную мощность, то этот автомат отключится. Поэтому, входной автомат нужно ставить на 50 Ампер.
Из этого примера видно, что при небольшом количестве потребителей можно полноценно загрузить трехфазную цепь.
Иногда возникает необходимость подключить кондиционеры, электрический теплый пол и другие потребители высокой мощности.
Прежде чем покупать электрическое оборудование, надо рассчитать потребляемую мощность. Потянет ли входной автомат и разрешенный лимит по току на электроснабжение дома?
После подсчета всех нагрузок по фазам можно определить, какой мощности нужен входной автомат. Узнать в энергосбыте, какой резерв по току вам дадут. Возможно, разрешение дадут только на 25 Ампер. Придется покупать приборы из расчета на эти 25 Ампер. На фазу дается только 5,5 кВт.
В этом случае, что делать с электроплитой на 7,2 кВт? Современные электроплиты и варочные панели имеют подключение к двухфазной цепи, а иногда и к трехфазной. Кроме земляного и нулевого вывода имеется L1 и L2 (иногда L1, L2, L3). В первом случае для подключения двухфазной цепи, а во втором – подключение трехфазной цепи. Такие мощные нагрузки предусмотрены специально, чтобы можно было их распределить.
Когда делаете проект и запрашиваете проектную мощность, пытайтесь получить разрешение на мощность с запасом.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
ПохожееМощность трехфазной сети и ее измерение
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 звездуДля 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 цепиЛинейное – между фазами:
Линейное напряжениеПоэтому 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:
Или:
Соответственно для активной:
Для реактивной:
Схема соединения в треугольник
Схема соединения обмоток в треугольникКак видим при таком виде соединения, фазное и линейное напряжение равны, из чего следует, что мощность для соединения в треугольник равна:
И соответственно:
Измерение мощности
Измерение активной мощности в сетях производится с помощью ваттметра
Цифровой ваттметрАналоговый 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 нагрузкеЗдесь 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 нагрузкеЭтот 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 проводаIA+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 нагрузкиМы 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<W2), при φ>600 показания W1 вообще отрицательные (W1<0).
При активной и емкостной(R-C) и W1>W2, а при φ<-600 показания W2 <0.
При современном развитии техники появились цифровые ваттметры. Они в отличии от аналоговых меньше в размерах, гораздо легче и менее габаритны. Более того цифровые ваттметры могут фиксировать ток, напряжение, измерять cosφ в сети и другое. Они позволяют в режиме реального времени отслеживать различные величины и выдавать предупреждения при их отклонении. Это очень удобно и не требуется проводить измерения тока, напряжения, а потом математически это все высчитывать.
Цифровой ваттметр заключен в корпус и подключается (для бытовых потребителей) самым обычным способом – как и обычный потребитель — втыканием вилки в розетку.
Расчет трехфазной цепи для жилого дома | Электронщик
Вам необходимо сделать трехфазное питание для дома? О том, как это сделать, читайте описание ниже.
Прежде всего, нужно провести расчет трехфазной цепи.
Порядок расчета
1. Симметрично распределить нагрузку на три фазы. Мощность на каждой фазе будет равна мощности трехфазной нагрузки, кратная трем.
2. Рассчитать нагрузку на каждую фазу.
3. В результате, нужно добиться того, чтобы на каждой фазе, в момент полной загрузки сети, была примерно одинаковая мощность.
4. Определить ток на самой загруженной фазе. После этого необходимо проверить, чтобы при максимальной мощности ток был меньше тока срабатывания входного трехфазного автомата.
Расчет нагрузки по фазам
Допустим, у вас имеется трехфазный двигатель мощностью 1500 Вт.
Соответственно, на каждую фазу приходится по 500 Вт активной мощности. Предположим, что cos фи=0,8. Полная мощность равна: 500/0,8. Получается, что 625 Вт нужно распределить на каждую фазу.
Кроме двигателя к фазам, вероятно, подключены и другие потребители. Например, кроме 500 Вт подключается освещение на 200 Вт и конвектор на 300 Вт. Все мощности суммируются по горизонтали. Реактивная мощность остается без изменений (если не используются нагрузки с реактивной составляющей).
По теореме Пифагора можно определить реактивную мощность.
Но на практике это довольно сложные расчеты. Поэтому, это рассчитывается приближенно: 625 Вт + 500 Вт = 1150 Вт. Эта сумма получается больше точных расчетов по формуле, но страшного ничего нет. Расчет произведен с небольшим запасом.
На практике для приблизительных расчетов достаточно сложить все полные мощности и по ним определить мощность автомата для требуемой нагрузки.
Разводка однофазного щитка
Например, к щиту подключаются – плита (варочная панель) 7,2 кВт; духовой шкаф 4,3 кВт; кухня 5,5 кВт; комната 3,5 кВт; ванная 3,5 кВт; двигатель 3-фазный 1,5 кВт; розетка 3-фазная.
Рассмотрим такую ситуацию: у вас была однофазная сеть и теперь дали разрешение на проведение трехфазной. В этом случае нужно все потребители распределить по фазам.
Самый мощный прибор это варочная панель (плита) 7,2 кВт, которую нужно посадить на первую фазу. На вторую подключить духовой шкаф и комнату. В итоге получается 7,8 кВт. А на третью фазу подключить кухню и ванную комнату. Общая мощность получится 9 кВт. Прибавим еще мощность двигателя, разделив ее на каждую фазу одинаково. В итоге получилось: на первой фазе 7,8 кВт; на второй фазе 9,4 кВт; на третьей – 9,6 кВт. Приблизительно распределили нагрузку по фазам по возможности равномерно. Посмотрим, какой в результате получился щиток.
- Итак, трехфазный щиток состоит из входного автомата и трехфазного счетчика. Далее, на первую фазу подключен автомат 40 Ампер, через который питается плита мощностью 7,2 кВт. Если просуммировать с двигателем, будет 7,8 кВт.
- Ко второй фазе через автомат 25 Ампер подключен духовой шкаф и микроволновая печь. Через второй автомат 16 Ампер подсоединена комната проектной мощностью 3,5 кВт. Общая мощность получилась 8,4 кВт.
- К третьей фазе подключен ДИФ автомат и обычный автомат. Через обычный автомат на 25 Ампер подключена кухня проектной мощностью 5,5 кВт. Через ДИФ автомат подключена ванная комната проектной мощностью 3,5 кВт. Общая мощность на третью фазу получается 9,6 кВт.
Через второй автомат 16 Ампер подсоединена комната проектной мощностью 3,5 кВт. Общая мощность получилась 8,4 кВт.Распределение полной мощности двигателя на три фазы по 0,6 кВт:
- первая фаза: 7,2+0,6=7,8 кВт;
- вторая фаза: 4,3+3,5+0,6=8,4 кВт;
- третья фаза: 5,5+3,5+0,6=9,6 кВт.
По всем трем фазам максимальная мощность составляет 9,6 кВт. Если проектная мощность 8,8 кВт и входной автомат на 40 Ампер, а у нас проектная мощность на одной из трех фаз 9,6 кВт, то такой автомат не выдержит нагрузку. Если третью фазу загрузить на полную мощность, то этот автомат отключится. Поэтому, входной автомат нужно ставить на 50 Ампер.
Из этого примера видно, что при небольшом количестве потребителей можно полноценно загрузить трехфазную цепь.
Иногда возникает необходимость подключить кондиционеры, электрический теплый пол и другие потребители высокой мощности.
Прежде чем покупать электрическое оборудование, надо рассчитать потребляемую мощность. Потянет ли входной автомат и разрешенный лимит по току на электроснабжение дома?
После подсчета всех нагрузок по фазам можно определить, какой мощности нужен входной автомат. Узнать в энергосбыте, какой резерв по току вам дадут. Возможно, разрешение дадут только на 25 Ампер. Придется покупать приборы из расчета на эти 25 Ампер. На фазу дается только 5,5 кВт.
В этом случае, что делать с электроплитой на 7,2 кВт? Современные электроплиты и варочные панели имеют подключение к двухфазной цепи, а иногда и к трехфазной. Кроме земляного и нулевого вывода имеется L1 и L2 (иногда L1, L2, L3). В первом случае для подключения двухфазной цепи, а во втором – подключение трехфазной цепи. Такие мощные нагрузки предусмотрены специально, чтобы можно было их распределить.
Когда делаете проект и запрашиваете проектную мощность, пытайтесь получить разрешение на мощность с запасом.
Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.
Расчет тока и мощности | ИП Субботин
Для расчета цепи трехфазного переменного тока и выбора параметров элементов сети, необходимо знать расчетное значение потребляемой активной мощности. Напомним, что физически активная мощность представляет собой энергию, которая выделяется в единицу времени в виде теплоты на активном сопротивлении участка цепи. Единица активной мощности — Вт.
Иногда, в паспорте (или на шильдике) электрооборудования может быть указано значение полной мощности, которая больше активной мощности на величину коэффициента мощности (косинуса фи).
Ниже приведены онлайн калькуляторы для расчета тока и мощности в однофазной сети 220 В или трехфазной сети 380 В, 6 кВ и 10 кВ.
При определении Расчетной мощности или тока нагрузки должны учитываться единичные номинальные мощности или потребляемые токи всех электроприемников и потери мощности в питающих линиях.
Номинальные (ещё их называют установленные) мощности указывают в паспортах электроустановок.
Значения коэффициента реактивной мощности зависят от параметров подключаемых электроприемников. В наших онлайн калькуляторах используются самые распространенные значения, в соответствии с действующими нормами и правилами.
Расчет трехфазного и однофазного тока по мощности
При выборе номинального тока защитного коммутационного аппарата (например, автоматического выключателя), необходимо полученное значение расчетного тока округлить к ближайшему большему току по принятому в нашей стране ряду номинальных токов выключателей.
При выборе номинального первичного тока трансформатора тока, также необходимо округлить полученное значение расчетного тока к ближайшему большему току по ряду номинальных токов трансформаторов.
Расчет трехфазной и однофазной мощности по току
Максимальная мощность присоединяемых энергопринимающих устройств, указываемая в технических условиях на технологичкеское присоединение, это мощность, которую могут потреблять из сети элекроприемники при их максимальной единовременной загрузке.
Величина максимальной мощности больше расчетной мощности, так как она не учитывает Коэффициенты спроса и одновременности.
Так, например, абонентам, имеющим однофазный ввод 220 В с максимальной мощностью 5 кВт и вводной коммутационный аппарат на 25 А, получив технические условия на увеличение максимальной мощности до трехфазных 15 кВт, также необходим вводной автоматический выключатель на 25 А, но уже трехфазный, на 380 В.
Наша строительная компания оказывает услуги по проектированию электроснабжения (в том числе временного и резервного) жилых, общественных и промышленных зданий. В составе проекта обязательно должен быть раздел по расчету электрических нагрузок. Предлагаем вам пример расчета электрических нагрузок садового товарищества на территории которого 229 земельных участков, который был выполнен нашей компанией в 2016 году: пример расчета.
Также, мы берем на себя все функции по выполнению строительно-монтажных работ (см.
страницу Электромонтажные работы).
Если у вас остались вопросы, наши специалисты с радостью вам помогут. Позвоните нам прямо сейчас по телефону +7 (903) 137-59-05, или воспользуйтесь формой обратной связи.
Расчет цепи с несимметричной нагрузкой
В нормальных условиях несимметричные режимы в высоковольтных трехфазных цепях встречаются относительно редко (преимущественно в цепях с дуговыми электроплавильными печами и однофазными электротяговыми двигателями). Обычно несимметричные режимы получаются в аварийных условиях, когда в какой-либо цепи появляется несимметрия.
Различают два вида несимметрии — поперечную и продольную. Поперечная несимметрия у симметричной трехфазной цепи возникает при несимметричной нагрузке. К ней, в частности, относятся различные виды несимметричных коротких замыканий (замыкания между фазами, замыкание одной или двух фаз на землю). Продольная несимметрия возникает, если в рассечку фаз линии включаются элементы с неодинаковыми сопротивлениями или при обрыве одного или двух проводов (несимметричный участок линии).
Для расчетов несимметричных режимов трехфазных цепей удобно пользоваться принципом компенсации, заменяя несимметричный приемник или несимметричный участок в линии источниками ЭДС (напряжений), значения которых до окончания всего расчета остаются неизвестными. Целесообразность этого приема заключается в том, что после такой замены цепь становится симметричной и для нее разноименные симметричные составляющие токов и напряжений не зависят друг от друга. Связи же между симметричными составляющими токов и напряжений различных последовательностей, обусловленные несимметрией, вводятся позднее.
Рассмотрим метод расчета на примере схемы рис. 11.13, содержащей симметричную динамическую () и несимметричную статическую нагрузки. Пусть заданы ЭДС генераторов и сопротивления элементов схемы. Требуется найти токи и напряжения. На рис. 11.13 схема и сопротивления несимметричной нагрузки не показаны, так как на первом этапе расчета они не нужны.
Заменим несимметричную нагрузку тремя источниками ЭДС с неизвестными напряжениями и получим симметричную схему, которая помимо генератора с симметричной системой ЭДС содержит источники с несимметричными напряжениями .
Разложим напряжения на симметричные составляющие , приняв фазу А за основную. В результате получим симметричную схему (рис. 11.14), причем в ответвлении, где была несимметричная нагрузка, находятся источники трех симметричных систем напряжений прямой, обратной и нулевой последовательностей.
В симметричной цепи симметричная система напряжений какой-либо последовательности вызывает симметричную систему токов той же самой последовательности. Следовательно, можно составить три независимые схемы, показанные на рис. 11.15, а-в. Для упрощения в этих схемах не учтены частичные емкости линии (см. раздел).
Режим фазы А исходной схемы (см. рис. 11.13) определим путем наложения режимов этих трех схем.
Конфигурации схем прямой и обратной последовательностей всегда одинаковы. Схема нулевой последовательности обычно существенно отличается. В данном примере она не имеет разветвления, так как в правой части трехфазной цепи (см. рис. 11.13) токов нулевой последовательности не может быть.
Следует обратить особое внимание на то, что сопротивление в нейтральном проводе вводится в схему нулевой последовательности утроенной величиной (см. раздел).
Из рассмотрения составленных схем видно, что наибольшие значения симметричных составляющих напряжений обратной и нулевой последовательностей наблюдаются в месте подключения несимметричного приемника, так как в схемах именно там находятся источники ЭДС обратной и нулевой последовательностей.
Для дальнейшего расчета целесообразно преобразовать схемы отдельных последовательностей к простейшему виду, не затрагивая при этом ветвей с источниками неизвестных напряжений .
В схеме прямой последовательности заменим ветви генератора и симметричного приемника эквивалентным генератором (рис. 11.16, а):
В схеме обратной последовательности объединяем ветви генератора и симметричного приемника (рис. 11.16,б):
Схема нулевой последовательности в данном примере в преобразовании не нуждается, так как она имеет простейший вид.
Для каждой из трех схем напишем уравнения по второму закону Кирхгофа:
В этих трех уравнениях шесть неизвестных: Дополнительные три уравнения, связывающие эти шесть неизвестных величин, могут быть составлены на основании заданной схемы и параметров несимметричного приемника.
Рис. 11.16
Составим дополнительные уравнения для некоторых видов несимметричных приемников. Для приемника, представленного на рис. 11.17, а
Для приемника, показанного на рис. 11.17,6
При отсутствии соединения несимметричного приемника с землей, например, для схемы, приведенной на рис. 11.17, в,симметричные составляющие токов нулевой последовательности равны нулю и составление схемы цепи нулевой последовательности на предыдущих этапах расчета выпадает. Получаются два основных уравнения с четырьмя неизвестными, и нужно составить только два дополнительных уравнения, а именно:
Аналогично составляют дополнительные уравнения и при других видах статической несимметричной нагрузки.
При совместном решении уравнений Кирхгофа для схем различных последовательностей с дополнительными уравнениями определяются симметричные составляющие тока фазы А в ответвлении к несимметричному приемнику. Затем находят распределение этих составляющих по отдельным ветвям схем прямой, обратной и нулевой последовательностей. Зная составляющие токов в любой ветви, вычисляют действительный ток в каждой фазе и составляющие падений напряжения различных последовательностей, а затем и фазные напряжения на отдельных участках схемы.
Приведем расчет режима схемы (см. рис. 11.13) для случая несимметричной нагрузки, представленной на рис. 11.17, a при условии, что (однофазное замыкание на землю). Составим дополнительные уравнения
Вычитая (11.24) из (11.23), получаем
Подставляя этот результат в (11.23), имеем
Заменяем в (11.21) затем их суммируем и с учетом (11.22) получим
Симметричные составляющие напряжений (в месте замыкания на землю) определяются из (11.
21):
Для схем рис. 11.15, а
рис. 11.15, б
рис. 1115, в
Симметричные составляющие напряжений на выводах генератора могут быть найдены по тем же схемам на рис. 11.15:
Не удается найти страницу | Autodesk Knowledge Network
(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})
{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}}*
{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}
{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}}/500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.
DRAG_TEXT}}
{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}
{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$select.selected.display}}{{article.content_lang.display}}
{{l10n_strings.AUTHOR}}{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}
{{$select.
selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}}
{{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}Расчет одно- и трехфазных параметров
Предоставлено www.MikeHolt.com.
Эта статья является пятой в серии из 12 статей о различиях между заземлением и заземлением.
Давайте начнем обсуждение, сосредоточив внимание на требованиях к объединению услуг.
Металлические части кабельных каналов и / или кожухов, содержащие рабочие провода, должны быть соединены вместе [разд. 250.92 (А)]. Используйте соединительные перемычки вокруг переходных шайб и кольцевых заглушек для сервисных дорожек качения (, рис.1 ). Вы можете использовать стандартные контргайки для механических соединений с дорожками качения, но вы не можете использовать их в качестве средств соединения [разд.
250.92 (B)].
Рис. 1. Следуйте этим требованиям, чтобы правильно закрепить оборудование на месте обслуживания.
Обеспечьте сервисное соединение одним из этих методов [разд. 250.92 (B)]:
(1) Прикрепите металлические части к рабочему нейтральному проводу. Для соединения корпуса рабочего выключателя с нулевым проводом обслуживания требуется основная перемычка [разд.250.24 (B) и п. 250,28]. В корпусе сервисного разъединителя рабочий нейтральный проводник обеспечивает эффективный путь тока замыкания на землю к источнику питания [гл. 250,24 (C)]; следовательно, вам не нужно устанавливать перемычку на стороне питания в ПВХ-кабелепровод, содержащий входные провода для обслуживания [разд. 250.142 (A) (1) и п. 352.60, исключение № 2].
(2) Присоедините металлические дорожки качения к резьбовым муфтам или ступицам с указанной резьбой.
(3) Соедините металлические дорожки качения с фитингами без резьбы.
(4) Используйте перечисленные устройства, такие как контргайки соединительного типа, втулки, клинья или втулки с соединительными перемычками к рабочему нейтральному проводнику.
Перечисленный соединительный клин или проходной изолятор с соединительной перемычкой к рабочему нейтральному проводнику требуется, когда металлическая дорожка качения, содержащая служебные проводники, заканчивается кольцевым выбиванием.
Перемычка на стороне питания того типа провода, который используется для этой цели, должна иметь размер в соответствии с таблицей 250.102 (C) (1), основанный на размере / площади проводников рабочей фазы внутри кабельного канала [разд.250.102 (C)]. Контргайка соединительного типа, соединительный клин или соединительная втулка с соединительной перемычкой могут использоваться для металлической дорожки качения, которая заканчивается к корпусу без кольцевого выбивания.
Крепежная контргайка отличается от стандартной контргайки тем, что она содержит крепежный винт с острым концом, который входит в металлический корпус для обеспечения надежного соединения. Присоединение одного конца служебного кабельного канала к служебной нейтрали обеспечивает необходимый путь тока короткого замыкания с низким сопротивлением к источнику.
Соединительные системы связи
Для систем связи должно быть предусмотрено оконечное устройство соединения [Art. 805], радио и телеаппаратура [ст. 810], CATV [ст. 820] и подобные системы [разд. 250.94]. Вы соединяете эти разные системы вместе, чтобы минимизировать разницу напряжений между ними.
Оконечное устройство для межсистемного соединения должно отвечать всем следующим требованиям [разд. 250.94 (A)]:
(1) Будьте доступными.
(2) Иметь емкость не менее трех проводов межсистемного заземления.
(3) Устанавливать так, чтобы не мешать открытию какого-либо корпуса.
(4) Быть надежно закрепленным и электрически подключенным к сервисному разъединителю, корпусу счетчика или проводнику заземляющего электрода (GEC).
(5) Надежно смонтировать и электрически подсоединить к разъединителю здания или GEC.
(6) Указывается как заземляющее и соединительное оборудование.
Исключение: оконечное устройство межсистемного соединения не требуется, если системы связи вряд ли будут использоваться.
«Межсистемный контактный зажим» – это устройство, которое обеспечивает средства для подключения соединительных проводов систем связи (витой провод, антенны и коаксиальный кабель) к системе заземляющих электродов здания [ст. 100] ( Фиг. 2 ).
Рис. 2. Оконечное устройство для межсистемного соединения должно соответствовать всем требованиям гл. 250,94 (А).
Склеивание металлических частей
Металлические части, предназначенные для использования в качестве заземляющих проводов оборудования (EGC), должны быть соединены вместе, чтобы гарантировать, что они могут безопасно проводить ток повреждения, который может быть на них наложен [разд.110.10, п. 250.4 (A) (5), п. 250.96 (A) и Таблица 250.122 Примечание].
Непроводящие покрытия (например, краска) необходимо удалить, чтобы обеспечить эффективный путь тока замыкания на землю, или концевые фитинги должны быть спроектированы так, чтобы их удаление не требовалось [разд. 250,12].
Соединение цепей 277 В и 480 В
Металлические кабельные каналы или кабели, содержащие цепи 277 В или 480 В, заканчивающиеся кольцевыми заглушками, должны быть прикреплены к металлическому корпусу с помощью перемычки, размер которой соответствует размеру сек. 250.122 [Разд. 250.102 (D)].
Там, где не встречаются выбивки увеличенного размера, концентрические или эксцентричные, или если коробка или корпус с концентрическими или эксцентрическими отверстиями указаны в списке для обеспечения надежного склеивающего соединения, перемычка не требуется. Но вы должны использовать один из методов, перечисленных в Исключении из Разд. 250,97. Например, используйте две контргайки на жестком металлическом трубопроводе или промежуточном металлическом трубопроводе – один внутри, а другой снаружи ящиков и шкафов.
Перемычки для подключения оборудования должны закрываться любым из восьми способов, перечисленных в разд.250,8 [п. 250.102 (B)]. К ним относятся перечисленные соединители давления, клеммные колодки и экзотермическая сварка.
Размер перемычки на стороне питания
Размер перемычки на стороне питания должен соответствовать Таблице 250.102 (C) (1), в зависимости от размера / площади фазного проводника внутри кабелепровода или кабеля [разд. 250.102 (C) (1)].
Если провода питания фазы соединены параллельно в двух или более кабельных каналах или кабелях, установите размер перемычки заземления на стороне питания для каждого из них в соответствии с Таблицей 250.102 (C) (1), исходя из размера / площади фазных проводов в каждом кабельном канале или кабель [Сек.250.102 (C) (2)].
Размер одной перемычки на стороне питания, устанавливаемой для соединения двух или более дорожек или кабелей, должен соответствовать Таблице 250.102 (C) (1), Примечание 3, исходя из эквивалентной площади фазных проводов на стороне питания [разд. 250.102 (C) (2)].
Давайте рассмотрим пример, который поможет прояснить эти требования.
Вопрос : Какой размер перемычки на стороне питания требуется для трех металлических кабельных каналов, каждая из которых содержит служебные проводники 400 тыс. Км мил?
Ответ : согласно п.250.102 (C) (2) и Таблица 250.102 (C) (1), вам понадобится соединительная перемычка 1/0 AWG на стороне питания для каждой дорожки качения. Для нескольких кабельных каналов допускается использование одной перемычки на стороне питания в зависимости от эквивалентной площади фазных проводов на стороне питания.
Размер соединительной перемычки на стороне нагрузки
Размер соединительной перемычки на стороне нагрузки устройств максимального тока фидера и ответвительной цепи в сек. 250.122 [Разд. 250.102 (D)].
Давайте рассмотрим еще один пример, который поможет прояснить эти требования.
Вопрос : Перемычка заземления оборудования какого размера требуется для каждого металлического кабельного канала, где проводники цепи защищены устройством защиты от перегрузки по току (OCPD) на 1200 А?
Ответ : Если вы используете одну соединительную перемычку для соединения двух или более металлических дорожек качения, измеряйте ее размер в секунду. 250.122, исходя из рейтинга самой большой цепи OCPD. В этом случае быстрая проверка таблицы 250.122 показывает нам, что требуется соединительная перемычка оборудования 3/0 AWG ( рис.3 ).
Рис. 3. Подбирайте перемычку для подключения оборудования в соответствии с номиналом самого мощного устройства защиты от тока перегрузки в цепи.
Соединение систем трубопроводов и обнаженного конструкционного металла
Металлический водопроводный трубопровод с непрерывным электрическим током должен быть соединен с одним из следующих [разд. 250.104 (A) (1)]:
(1) Корпус сервисного выключателя
(2) Рабочий нулевой провод
(3) GEC, если достаточное сечение
(4) Один из заземляющих электродов заземления электродная система, если GEC или соединительная перемычка к электроду имеют достаточный размер
Соединительная перемычка системы металлических трубопроводов должна быть медной, если в пределах 18 дюймов.поверхности земли [гл. 250.64 (A)] и надлежащим образом защищен от физического повреждения [разд. 250,64 (В)].
Дорожка качения из черного металла, содержащая GEC, должна быть электрически непрерывной путем соединения каждого конца дорожки качения с GEC [разд. 250.64 (E)]. Точки крепления должны быть доступны.
Размер соединительных перемычек металлической системы водяных трубопроводов указан в Таблице 250.102 (C) (1), в зависимости от размера / площади проводников рабочей фазы. Они не должны быть крупнее меди 3/0, алюминия или алюминия с медным покрытием или 250 тыс. Куб. См, за исключением случаев, предусмотренных в разд.250.104 (А) (2) и (А) (3).
Склеивание не требуется для изолированных участков металлического водяного трубопровода, подключенного к неметаллической системе водяного трубопровода. Фактически, эти изолированные участки металлических трубопроводов не следует соединять, поскольку они могут стать причиной поражения электрическим током при определенных условиях.
Когда электрически непрерывная металлическая водопроводная система в отдельном помещении металлически изолирована от других людей в здании, металлическая водопроводная система для этого человека может быть подключена к клемме заземления оборудования распределительного устройства, распределительного щита или щита.Выберите размер перемычки в зависимости от номинального значения OCPD цепи в секунду. 250.102 (D) [Разд. 250.104 (А) (2)].
Металлическая водопроводная система здания, снабженная фидером, должна быть подключена к одному из следующих компонентов:
(1) Клемма заземления оборудования в корпусе отключения здания.
(2) Заземляющий провод фидерного оборудования.
(3) Один из заземляющих электродов в системе заземляющих электродов, если заземляющий электрод или соединительная перемычка к электроду имеют достаточный размер.
Размер соединительной перемычки в сек. 250.102 (D), но он не обязательно должен быть больше, чем самый большой провод фазы фидера или ответвительной цепи, питающей здание.
Другие металлические трубопроводные системы в здании или прикрепленные к нему должны быть соединены [разд. 250.104 (B)]. Трубопровод считается соединенным, если он подключен к устройству, подключенному к заземляющему проводу оборудования цепи.
Информационное примечание 1. Склеивание всех металлических трубопроводов и металлических воздуховодов обеспечит дополнительную безопасность.
Информационное примечание 2: Дополнительную информацию можно найти в NFPA 54, , Национальном коде топливного газа и NFPA 780, стандарте для установки систем молниезащиты .
Открытый конструкционный металл, который соединен между собой в металлический каркас здания, должен быть прикреплен к одному из следующих [разд. 250.104 (C)]:
(1) Корпус отключения для обслуживания.
(2) Нейтраль в сервисном разъединителе.
(3) Корпус разъединителя здания для питаемых от фидера.
(4) GEC достаточного размера.
(5) Один из заземляющих электродов системы заземляющих электродов, если GEC или соединительная перемычка к электроду имеют достаточный размер.
Комментарий автора : Это требование не распространяется на металлические элементы каркаса (например, металлические стойки) или металлическую обшивку здания.
Металлические водопроводные системы и конструкционные металлические конструкции, соединенные между собой для образования каркаса здания, должны быть соединены с вторичной обмоткой трансформатора за сек.250.104 (D) (1) – (D) (3). Например, открытый конструкционный металл, используемый таким образом в области, обслуживаемой трансформатором, должен быть соединен с нейтральным проводником вторичной обмотки, где GEC подключается к трансформатору [разд. 250.104 (D) (2)].
Исключение № 1: соединение с трансформатором не требуется, если металлический каркас конструкции служит заземляющим электродом [разд. 250,52 (A) (2)] для трансформатора.
Не виноват
Учитывая все детали, при подключении для тока короткого замыкания вероятно упущение или недосмотр.Это могло привести к трагическим последствиям.
Попробуйте этот метод проверки. На монтажном чертеже отметьте все точки, в которых перемычка должна обеспечивать обратный путь повреждения к источнику. Затем пройдите по установке с этим рисунком и отметьте то, что отсутствует.
Эти материалы предоставлены нам компанией Mike Holt Enterprises из Лисберга, штат Флорида. Чтобы просмотреть учебные материалы по Кодексу, предлагаемые этой компанией, посетите сайт www.mikeholt.com/code.Трехфазный ток – простой расчет
Расчет тока в трехфазной системе был поднят на нашем сайте отзывов, и это обсуждение, в которое я, кажется, время от времени участвую.Хотя некоторые коллеги предпочитают запоминать формулы или факторы, я предпочитаю решать проблему шаг за шагом, используя базовые принципы. Я подумал, что неплохо было бы написать, как я делаю эти расчеты. Надеюсь, это может оказаться полезным для кого-то еще.
Трехфазная мощность и токМощность, потребляемая цепью (одно- или трехфазной), измеряется в ваттах Вт (или кВт). Произведение напряжения и тока является полной мощностью и измеряется в ВА (или кВА).Соотношение между кВА и кВт – это коэффициент мощности (pf):
что также может быть выражено как:
Однофазная система – с этим проще всего иметь дело. Учитывая кВт и коэффициент мощности, можно легко рассчитать кВА. Сила тока – это просто кВА, деленная на напряжение. В качестве примера рассмотрим нагрузку, потребляющую 23 кВт мощности при 230 В и коэффициенте мощности 0,86:
.
Примечание: вы можете выполнять эти уравнения в ВА, В и А или в кВА, кВ и кА в зависимости от величины параметров, с которыми вы имеете дело.Чтобы преобразовать ВА в кВА, просто разделите на 1000.
Трехфазная система – Основное различие между трехфазной системой и однофазной системой – это напряжение. В трехфазной системе линейное напряжение (V LL ) и фазное напряжение (V LN ) связаны соотношением:
«Введение в трехфазную электрическую мощность».
или как вариант:
чтобы лучше понять это или получить больше информации, вы можете прочитать статью
Для меня самый простой способ решить трехфазные проблемы – это преобразовать их в однофазную.Возьмем трехфазный двигатель (с тремя одинаковыми обмотками), потребляющий заданную кВт. Мощность в кВт на обмотку (одна фаза) должна быть разделена на 3. Точно так же трансформатор (с тремя обмотками, каждая из которых идентична), питающий данную кВА, будет иметь каждую обмотку, обеспечивающую треть общей мощности. Чтобы преобразовать трехфазную задачу в однофазную, возьмите общую мощность в кВт (или кВА) и разделите ее на три.
В качестве примера рассмотрим сбалансированную трехфазную нагрузку, потребляющую 36 кВт при коэффициенте мощности 0.86 и линейное напряжение 400 В (V LL ):
линия на нейтраль (фаза) напряжение В LN = 400 / √3 = 230 В
трехфазная мощность 36 кВт, однофазная мощность = 36/3 = 12 кВт
теперь просто следуйте описанному выше однофазному методу
Достаточно просто. Чтобы найти мощность при заданном токе, умножьте его на напряжение, а затем на коэффициент мощности, чтобы преобразовать его в W. Для трехфазной системы умножьте на три, чтобы получить общую мощность.
Использование формулЛичная записка по методу
Как правило, я запоминаю методику (а не формулы) и переделываю ее каждый раз, когда делаю расчет. Когда я пытаюсь запомнить формулы, я всегда быстро их забываю или неуверен, правильно ли я их запоминаю. Мой совет – всегда старайтесь запоминать метод, а не просто запоминать формулы. Конечно, если у вас есть суперспособность запоминать формулы, вы всегда можете придерживаться этого подхода.
Вывод формулы – пример
Сбалансированная трехфазная система с общей мощностью P (Вт), коэффициентом мощности pf и линейным напряжением В LL
Преобразование в однофазную проблему:
P1ph = P3
Полная мощность одной фазы S 1 фаза (ВА):
S1ph = P1phpf = P3 × pf
Фазный ток I (A) – полная однофазная мощность, деленная на напряжение между фазой и нейтралью (и дано В LN = В LL / √3):
I = S1phVLN = P3 × pf3VLL
Упрощение (и с 3 = √3 x √3):
I = P3 × pf × VLL
Вышеупомянутый метод основан на запоминании нескольких простых принципов и манипулировании проблемой, чтобы дать ответ.
Для получения того же результата можно использовать более традиционные формулы. Их можно легко вывести из вышеприведенного, например:
I = W3 × pf × VLL, в А
Несбалансированные трехфазные системыВышеупомянутое относится к сбалансированным трехфазным системам. То есть ток в каждой фазе одинаковый, и каждая фаза обеспечивает или потребляет одинаковое количество энергии. Это типично для систем передачи энергии, электродвигателей и аналогичного оборудования.
Часто, когда задействованы однофазные нагрузки, например, в жилых и коммерческих помещениях, система может быть несбалансированной, поскольку каждая фаза имеет разный ток и доставляет или потребляет разное количество энергии.
Сбалансированные напряжения
К счастью, на практике напряжения имеют тенденцию быть фиксированными или очень небольшими. В этой ситуации, немного подумав, можно распространить вышеупомянутый тип расчета на трехфазные системы с несимметричным током.Ключом к этому является то, что сумма мощности в каждой фазе равна общей мощности системы.
Например, возьмем трехфазную систему 400 В (V LL ) со следующими нагрузками: фаза 1 = 80 A, фаза 2 = 70 A, фаза 3 = 82 A
линия на нейтраль (фаза) напряжение В LN = 400 / √3 = 230 В
Полная мощность фазы 1 = 80 x 230 = 18400 ВА = 18,4 кВА
Полная мощность фазы 2 = 70 x 230 = 16100 ВА = 16,1 кВА
Полная мощность фазы 3 = 82 x 230 = 18 860 ВА = 18.86 кВА
Общая трехфазная мощность = 18,4 + 16,1 + 18,86 = 53,36 кВА
Аналогично, учитывая мощность в каждой фазе, вы можете легко найти фазные токи. Если вам также известен коэффициент мощности, вы можете преобразовать его из кВА в кВт, как показано ранее.
Несбалансированные напряжения
Если напряжения становятся несимметричными или есть другие соображения (например, несбалансированный фазовый сдвиг), то необходимо вернуться к более традиционному анализу сети.Системные напряжения и токи можно найти, подробно изобразив схему и используя законы Кирхгофа и другие сетевые теоремы.
КПД и реактивная мощностьСетевой анализ не является целью данной заметки. Если вас интересует введение, вы можете просмотреть наш пост: Теория сети – Введение и обзор
Другие факторы, которые следует учитывать при проведении расчетов, могут включать эффективность оборудования.Зная, что эффективность энергопотребляющего оборудования – это выходная мощность, деленная на входную, опять же, это легко подсчитать. Реактивная мощность не обсуждается в статье, а более подробную информацию можно найти в других заметках (просто воспользуйтесь поиском на сайте).
СводкаПомня, что трехфазная мощность (кВт или кВА) просто в три раза больше однофазной мощности, любую трехфазную задачу можно упростить. Разделите кВт на коэффициент мощности, чтобы получить кВА. ВА – это просто ток, умноженный на напряжение, поэтому знание этого и напряжения может дать ток.При расчете тока используйте фазное напряжение, которое связано с линейным напряжением квадратным корнем из трех. Используя эти правила, можно решить любую трехфазную задачу без необходимости запоминать и / или прибегать к формулам.
Трехфазный ток – простой расчет
Расчет тока в трехфазной системе был поднят на нашем сайте отзывов, и это обсуждение, в которое я, кажется, время от времени участвую.Хотя некоторые коллеги предпочитают запоминать формулы или факторы, я предпочитаю решать проблему шаг за шагом, используя базовые принципы. Я подумал, что неплохо было бы написать, как я делаю эти расчеты. Надеюсь, это может оказаться полезным для кого-то еще.
Трехфазная мощность и токМощность, потребляемая цепью (одно- или трехфазной), измеряется в ваттах Вт (или кВт). Произведение напряжения и тока является полной мощностью и измеряется в ВА (или кВА).Соотношение между кВА и кВт – это коэффициент мощности (pf):
что также может быть выражено как:
Однофазная система – с этим проще всего иметь дело. Учитывая кВт и коэффициент мощности, можно легко рассчитать кВА. Сила тока – это просто кВА, деленная на напряжение. В качестве примера рассмотрим нагрузку, потребляющую 23 кВт мощности при 230 В и коэффициенте мощности 0,86:
.
Примечание: вы можете выполнять эти уравнения в ВА, В и А или в кВА, кВ и кА в зависимости от величины параметров, с которыми вы имеете дело.Чтобы преобразовать ВА в кВА, просто разделите на 1000.
Трехфазная система – Основное различие между трехфазной системой и однофазной системой – это напряжение. В трехфазной системе линейное напряжение (V LL ) и фазное напряжение (V LN ) связаны соотношением:
«Введение в трехфазную электрическую мощность».
или как вариант:
чтобы лучше понять это или получить больше информации, вы можете прочитать статью
Для меня самый простой способ решить трехфазные проблемы – это преобразовать их в однофазную.Возьмем трехфазный двигатель (с тремя одинаковыми обмотками), потребляющий заданную кВт. Мощность в кВт на обмотку (одна фаза) должна быть разделена на 3. Точно так же трансформатор (с тремя обмотками, каждая из которых идентична), питающий данную кВА, будет иметь каждую обмотку, обеспечивающую треть общей мощности. Чтобы преобразовать трехфазную задачу в однофазную, возьмите общую мощность в кВт (или кВА) и разделите ее на три.
В качестве примера рассмотрим сбалансированную трехфазную нагрузку, потребляющую 36 кВт при коэффициенте мощности 0.86 и линейное напряжение 400 В (V LL ):
линия на нейтраль (фаза) напряжение В LN = 400 / √3 = 230 В
трехфазная мощность 36 кВт, однофазная мощность = 36/3 = 12 кВт
теперь просто следуйте описанному выше однофазному методу
Достаточно просто. Чтобы найти мощность при заданном токе, умножьте его на напряжение, а затем на коэффициент мощности, чтобы преобразовать его в W. Для трехфазной системы умножьте на три, чтобы получить общую мощность.
Использование формулЛичная записка по методу
Как правило, я запоминаю методику (а не формулы) и переделываю ее каждый раз, когда делаю расчет. Когда я пытаюсь запомнить формулы, я всегда быстро их забываю или неуверен, правильно ли я их запоминаю. Мой совет – всегда старайтесь запоминать метод, а не просто запоминать формулы. Конечно, если у вас есть суперспособность запоминать формулы, вы всегда можете придерживаться этого подхода.
Вывод формулы – пример
Сбалансированная трехфазная система с общей мощностью P (Вт), коэффициентом мощности pf и линейным напряжением В LL
Преобразование в однофазную проблему:
P1ph = P3
Полная мощность одной фазы S 1 фаза (ВА):
S1ph = P1phpf = P3 × pf
Фазный ток I (A) – полная однофазная мощность, деленная на напряжение между фазой и нейтралью (и дано В LN = В LL / √3):
I = S1phVLN = P3 × pf3VLL
Упрощение (и с 3 = √3 x √3):
I = P3 × pf × VLL
Вышеупомянутый метод основан на запоминании нескольких простых принципов и манипулировании проблемой, чтобы дать ответ.
Для получения того же результата можно использовать более традиционные формулы. Их можно легко вывести из вышеприведенного, например:
I = W3 × pf × VLL, в А
Несбалансированные трехфазные системыВышеупомянутое относится к сбалансированным трехфазным системам. То есть ток в каждой фазе одинаковый, и каждая фаза обеспечивает или потребляет одинаковое количество энергии. Это типично для систем передачи энергии, электродвигателей и аналогичного оборудования.
Часто, когда задействованы однофазные нагрузки, например, в жилых и коммерческих помещениях, система может быть несбалансированной, поскольку каждая фаза имеет разный ток и доставляет или потребляет разное количество энергии.
Сбалансированные напряжения
К счастью, на практике напряжения имеют тенденцию быть фиксированными или очень небольшими. В этой ситуации, немного подумав, можно распространить вышеупомянутый тип расчета на трехфазные системы с несимметричным током.Ключом к этому является то, что сумма мощности в каждой фазе равна общей мощности системы.
Например, возьмем трехфазную систему 400 В (V LL ) со следующими нагрузками: фаза 1 = 80 A, фаза 2 = 70 A, фаза 3 = 82 A
линия на нейтраль (фаза) напряжение В LN = 400 / √3 = 230 В
Полная мощность фазы 1 = 80 x 230 = 18400 ВА = 18,4 кВА
Полная мощность фазы 2 = 70 x 230 = 16100 ВА = 16,1 кВА
Полная мощность фазы 3 = 82 x 230 = 18 860 ВА = 18.86 кВА
Общая трехфазная мощность = 18,4 + 16,1 + 18,86 = 53,36 кВА
Аналогично, учитывая мощность в каждой фазе, вы можете легко найти фазные токи. Если вам также известен коэффициент мощности, вы можете преобразовать его из кВА в кВт, как показано ранее.
Несбалансированные напряжения
Если напряжения становятся несимметричными или есть другие соображения (например, несбалансированный фазовый сдвиг), то необходимо вернуться к более традиционному анализу сети.Системные напряжения и токи можно найти, подробно изобразив схему и используя законы Кирхгофа и другие сетевые теоремы.
КПД и реактивная мощностьСетевой анализ не является целью данной заметки. Если вас интересует введение, вы можете просмотреть наш пост: Теория сети – Введение и обзор
Другие факторы, которые следует учитывать при проведении расчетов, могут включать эффективность оборудования.Зная, что эффективность энергопотребляющего оборудования – это выходная мощность, деленная на входную, опять же, это легко подсчитать. Реактивная мощность не обсуждается в статье, а более подробную информацию можно найти в других заметках (просто воспользуйтесь поиском на сайте).
СводкаПомня, что трехфазная мощность (кВт или кВА) просто в три раза больше однофазной мощности, любую трехфазную задачу можно упростить. Разделите кВт на коэффициент мощности, чтобы получить кВА. ВА – это просто ток, умноженный на напряжение, поэтому знание этого и напряжения может дать ток.При расчете тока используйте фазное напряжение, которое связано с линейным напряжением квадратным корнем из трех. Используя эти правила, можно решить любую трехфазную задачу без необходимости запоминать и / или прибегать к формулам.
Как рассчитать трехфазную мощность
Обновлено 12 ноября 2018 г.
Ли Джонсон
Трехфазная мощность – широко используемый метод для выработки и передачи электроэнергии, но вычисления, которые вам необходимо выполнить, немного сложнее чем для однофазных систем.Тем не менее, при работе с уравнениями трехфазной мощности вам не нужно ничего делать, поэтому вы сможете легко решить любую поставленную вам задачу трехфазного питания. Главное, что вам нужно сделать, это найти ток с учетом мощности в цепи или наоборот.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Выполните расчет трехфазной мощности по формуле:
P = √3 × pf × I × V
Где pf – коэффициент мощности, I – ток, В, – напряжение, а P – мощность.
Однофазное и трехфазное питание
Однофазное и трехфазное питание – это термины, описывающие электричество переменного тока (AC). Ток в системах переменного тока постоянно изменяется по амплитуде (т. Е. По размеру) и направлению, и это изменение обычно принимает форму синусоидальной волны. Это означает, что он плавно изменяется с серией пиков и спадов, описываемых синусоидальной функцией. В однофазных системах такая волна всего одна.
Двухфазные системы разделяют его на две части.Каждая секция тока сдвинута по фазе с другой на половину цикла. Таким образом, когда одна из волн, описывающих первую часть переменного тока, находится на пике, другая – на минимальном значении.
Однако двухфазное питание встречается нечасто. Трехфазные системы используют тот же принцип разделения тока на противофазные составляющие, но с тремя вместо двух. Три части тока сдвинуты по фазе на треть цикла каждая. Это создает более сложную схему, чем двухфазное питание, но они одинаково компенсируют друг друга.Каждая часть тока равна по размеру, но противоположна направлению двух других частей, вместе взятых.
Формула трехфазной мощности
Наиболее важные уравнения трехфазной мощности связывают мощность ( P , в ваттах) с током ( I , в амперах) и зависят от напряжения ( В ). В уравнении также присутствует «коэффициент мощности» ( pf ), который учитывает разницу между реальной мощностью (которая выполняет полезную работу) и полной мощностью (которая подается в схему).Большинство типов расчетов трехфазной мощности выполняется с использованием этого уравнения:
P = √3 × pf × I × V
Здесь просто указано, что мощность является квадратным корнем из трех (около 1,732), умноженным на коэффициент мощности (обычно от 0,85 до 1, см. Ресурсы), ток и напряжение. Не позволяйте символам пугать вас, используя это уравнение; Как только вы включите все необходимые составляющие в уравнение, им будет легко пользоваться.
Преобразование кВт в амперы
Допустим, у вас есть напряжение, общая мощность в киловаттах (кВт) и коэффициент мощности, и вы хотите знать ток (в амперах, А) в цепи.Изменив приведенную выше формулу расчета мощности, мы получим:
I = P / (√3 × pf × V)
Если ваша мощность выражена в киловаттах (т. ватт (умножив на 1000) или оставьте его в киловаттах. Убедитесь, что ваше напряжение указано в киловольтах (кВ = вольт ÷ 1000). Например, если у вас коэффициент мощности 0,85, мощность 1,5 кВт и напряжение 230 В, просто укажите мощность как 1500 Вт и вычислите:
I = P / (√3 × pf × V)
= 1500 Вт / √3 × 0.85 × 230 В
Аналогично, мы могли бы работать с кВ (учитывая, что 230 В = 0,23 кВ), и нашли то же самое:
I = P / (√3 × pf × V)
= 1,5 кВт / √3 × 0,85 × 0,23 кВ
Преобразование ампер в кВт
Для обратного процесса используйте форму приведенного выше уравнения:
P = √3 × pf × I × V
Просто умножьте свои известные значения, чтобы найти ответ. Например, при I = 50 A, V = 250 V и pf = 0.9, это дает:
P = √3 × pf × I × V
= √3 × 0,9 × 50 A × 250 В
Поскольку это большое число, преобразуйте его в кВт, используя (значение в Вт) / 1000 = (значение в киловаттах).
19 486 Вт / 1000 = 19 486 кВт
Калькулятор мощности трехфазного переменного тока (сбалансированная нагрузка) • Электрические, радиочастотные и электронные калькуляторы • Онлайн-преобразователи единиц
Однофазная и трехфазная мощность
Однофазная мощность похожа на небольшая сельская дорога, обеспечивающая ограниченную мощность.Трехфазное питание похоже на магистраль и обычно предоставляется для коммерческих и промышленных зданий
Однофазный распределительный трансформатор, устанавливаемый на столб, установленный в жилом районе в Канаде
Термин «фаза» относится к распределению электроэнергии. Для людей, которые не разбираются в электричестве, однофазное и трехфазное питание можно сравнить с этими картинками. Однофазная сеть похожа на небольшую дорогу с ограниченной мощностью и в основном используется для жилых домов. Это просто и выгодно.Однако его нельзя использовать для работы трехфазных высокоэффективных двигателей. Это компромисс. С другой стороны, трехфазное питание похоже на шоссе и обычно предоставляется для коммерческих и промышленных зданий и очень редко для жилых домов. Все мощные нагрузки, такие как водонагреватели, большие двигатели и кондиционеры, получают питание от трехфазного источника питания.
В однофазном питании используются два или три провода. Всегда есть один провод питания, называемый фазным проводом или проводом под напряжением, и один нейтральный провод.Между этими двумя проводами течет ток. Если в однофазной системе есть заземляющий провод, то используются три провода. Однофазное питание хорошо, когда активны типовые нагрузки, то есть традиционное (лампы накаливания) освещение и обогрев. Этот тип распределения мощности не подходит для электродвигателей большой мощности.
Блок трехфазных понижающих трансформаторов для энергоснабжения небольшого промышленного объекта.
В трехфазной системе используются три провода питания (также называемые проводами под напряжением или линиями).Каждый провод несет синусоидальный ток со сдвигом фазы 120 ° относительно двух других проводов. Трехфазная система может использовать три или четыре провода. С четвертым нейтральным проводом трехфазная система может обеспечивать три отдельных однофазных источника питания, например, в жилых районах. Нагрузки (дома) подключаются таким образом, чтобы от каждой фазы потреблялась примерно одинаковая мощность. Нейтральный провод часто имеет уменьшенный размер, потому что фазные токи компенсируют друг друга, и если нагрузки хорошо сбалансированы, ток, протекающий по нейтральному проводу, почти равен нулю.Трехфазная система питания позволяет подавать постоянный поток энергии с постоянной скоростью. Это позволяет нам подключать больше нагрузки.
Определения и формулы
Генерация трехфазных напряжений
Простой трехфазный генератор имеет три отдельные идентичные катушки (или обмотки), которые расположены так, что между тремя напряжениями (фазами) существует разность фаз 120 ° индуцируется в каждой из обмоток. Эти три фазы независимы друг от друга. Мгновенные напряжения в каждой фазе равны
, где U p – пиковое напряжение или амплитуда в вольтах, ω – угловая частота в радианах в секунду и t . время в секундах.Индуцированное напряжение в обмотке 2 отстает от напряжения в обмотке 1 на 120 °, а индуцированное напряжение в обмотке 3 отстает от напряжения в обмотке 1 на 240 °. Векторная диаграмма напряжений генератора и их формы сигналов показаны на рисунке ниже:
Если коэффициент мощности равен 1, то каждое фазное напряжение, ток и мощность в трехфазной системе смещены относительно двух других на 120 °. ; последовательность фаз на этом рисунке – U₁, U₂, U₃, потому что U₁ ведет к U₂, U₂ ведет к U₃, а U₃ ведет к U₁.
Преимущества трехфазных систем
- Трехфазные двигатели имеют простую конструкцию, высокий пусковой момент, более высокий коэффициент мощности и высокий КПД, они более компактны и с меньшими потерями по сравнению с однофазными двигателями.
- Передача и распределение трехфазного питания дешевле, чем однофазное. Это позволяет использовать более тонкую проволоку, значительно сокращая материальные и трудовые затраты.
- В отличие от однофазной пульсирующей мощности, вырабатываемой однофазной системой, трехфазная мгновенная мощность является постоянной, что обеспечивает плавную и безвибрационную работу двигателей и другого оборудования.
- Трехфазные электрические трансформаторы имеют меньшие размеры по сравнению с однофазными трансформаторами.
- Трехфазная система может использоваться для питания однофазной нагрузки.
- Выпрямление постоянного тока трехфазного напряжения намного более плавное, чем выпрямление однофазного напряжения.
Последовательность фаз
Это последовательность, в которой напряжения в трех фазах достигают положительного максимума. Последовательность фаз также называется порядком фаз. На рисунке выше последовательность фаз 1-2-3, потому что фаза 1 достигает положительного максимума раньше, чем фаза 2, а фаза 3 достигает положительного максимума позже фазы 2.Обратите внимание, что нас не волнует направление вращения генератора, потому что мы можем обойти генератор с ротором, вращающимся по часовой стрелке, посмотреть на противоположную сторону ротора и обнаружить, что он вращается против часовой стрелки. Что нас интересует, так это порядок или последовательность напряжений , которые вырабатываются генератором.
Чтобы определить последовательность фаз на векторной диаграмме, вы должны знать, что все вектора вращаются против часовой стрелки .Например, на этих трех рисунках последовательность фаз снова равна U₁, U₂, U₃:
Фазное напряжение и фазный ток
Фазное напряжение (также между фазой и нейтралью) – это напряжение между каждой из трех фаз и нейтральная линия. Ток, протекающий через каждую фазу к нейтральной линии, называется фазным током.
Линейное напряжение и линейный ток
Линейное напряжение (также линейное или межфазное) – это напряжение между любой парой фаз или линий.Ток, протекающий через каждую линию, называется линейным током.
Сбалансированные и несимметричные системы и нагрузки
В сбалансированной (или симметричной) трехфазной системе питания каждая из фаз потребляет одинаковый ток и ток нейтрали, и, следовательно, мощность нейтрали равна нулю. Амплитуда и частота напряжений и токов одинаковы. Каждое напряжение отстает от предыдущего на 2π / 3, или 1/3 цикла, или 120 °. Сумма трех напряжений равна нулю:
То же самое можно сказать и о токах в сбалансированной системе:
Если три нагрузки, подключенные к трем линиям, имеют одинаковое значение и коэффициент мощности, их еще называют сбалансированными.
Линейные и нелинейные нагрузки
В линейных нагрузках в цепях переменного тока напряжения и токи синусоидальны, и в любой момент ток прямо пропорционален напряжению. Примерами линейных нагрузок являются нагреватели, лампы накаливания, конденсаторы и катушки индуктивности. Закон Ома применим ко всем линейным нагрузкам. В линейных нагрузках коэффициент мощности равен cos φ . Дополнительную информацию о нелинейных нагрузках вы найдете в нашем калькуляторе VA в ватт.
В нелинейных нагрузках ток не пропорционален напряжению и содержит гармоники сетевой частоты 50 или 60 Гц.Примерами нелинейных нагрузок являются компьютерные блоки питания, лазерные принтеры, светодиодные и CFL-лампы, контроллеры двигателей и многие другие. Искажение формы волны тока приводит к искажению напряжения. Закон Ома не распространяется на нелинейные нагрузки. В нелинейных нагрузках коэффициент мощности не равен cos φ .
Соединение звездой (или звездой) и треугольником
Три обмотки трехфазного генератора могут быть подключены к нагрузке с помощью шести проводов, по два на каждую обмотку.Для уменьшения количества проводников обмотки подключаются к нагрузке с помощью трех или четырех проводов. Эти два метода называются соединением по схеме “треугольник” (Δ) и “звезда” (звезда или Y).
При соединении треугольником начальная клемма каждой обмотки подключается к конечной клемме следующей обмотки, что позволяет передавать мощность только по трем проводам.
Соединения звезда или звезда (слева) и треугольник (справа)
В системе со сбалансированным треугольником напряжения равны по величине, различаются по фазе на 120 ° и их сумма равна нулю:
В сбалансированной четырехпроводной системе звезды с тремя одинаковыми нагрузками, подключенными к каждой фазе, мгновенный ток, протекающий через нейтральный провод, представляет собой сумму трех фазных токов i Ом, i Ом и i Ом, который имеет равные амплитуды I p и разность фаз 120 °:
Напряжение и мощность в сбалансированной трехфазной нагрузке, соединенной звездой
Соединение звездой; I , I и I – фазные токи, которые равны линейным токам
Общая мощность в трехфазной системе – это сумма мощностей, потребляемых нагрузкой в трех фазах.Поскольку для сбалансированной нагрузки мощность, потребляемая в каждой фазовой нагрузке, одинакова, общая активная мощность во всех трех фазах составляет
, где φ – это угол разности фаз между током и напряжением. Как и в трехфазной системе звезда, среднеквадратичное напряжение фазы U ph и линейное U L RMS связаны как
, а линейный среднеквадратичный ток равен фазному среднеквадратичному току,
полная активная мощность определяется следующим уравнением:
Полная реактивная мощность
Комплексная мощность
И полная полная мощность
Напряжение и мощность в сбалансированном Трехфазная нагрузка, подключенная по схеме «треугольник»
Подключение по схеме «треугольник»; I 13 , I 23 и I 33 – фазные токи, а I 1 , I 2 и I линейные токи 3 ; I L = √3 ∙ I ф.
При соединении треугольником здесь нет нейтральной линии, и конец одной обмотки генератора соединен с началом другой обмотки.Фазное напряжение – это напряжение на одной обмотке. Линейное напряжение – это напряжение между двумя фазами или также на обмотке. Итак, получается, что действующее значение напряжения на обмотке и между двумя фазами одинаково, и мы можем записать, что для соединения треугольником
При соединении треугольником фазные токи – это токи, протекающие через фазные нагрузки. Мы рассматриваем сбалансированную систему, поэтому среднеквадратичные фазные токи I p1 , I p2 и I p3 равны по величине ( I p ) и различаются по фазе. друг от друга на 120 °:
Как мы упоминали выше, общая мощность в трехфазной системе является суммой мощностей, потребляемых нагрузкой в трех фазах:
, где φ – разность фаз угол между током и напряжением.Как и в трехфазной системе, треугольник, фаза U фаз и линия U L RMS одинаковы,
, а линейный ток RMS и фазный ток RMS связаны как
активная мощность определяется следующим уравнением:
Общая реактивная мощность составляет
Комплексная мощность составляет
И полная полная мощность составляет
Обратите внимание, что уравнения выше для мощности в соединениях звезды и треугольника одинаковы.Они используются в этом калькуляторе.
Идентичная форма этих формул для соединений звезды и треугольника иногда вызывает недоразумение, потому что можно прийти к неправильному выводу, что можно подключить двигатель, используя соединение треугольником или звездой, и потребляемая мощность не изменится. Это, конечно, неправильно. И если мы изменим звезду на дельту в нашем калькуляторе для той же нагрузки, мы увидим, что мощность и потребление тока, конечно, изменится.
Рассмотрим пример.Трехфазный электродвигатель был включен в треугольник и работал на полной номинальной мощности при сетевом напряжении U L при сетевом токе I L . Полная полная мощность в ВА составила
Затем двигатель снова подключили звездой. Линейное напряжение, приложенное к каждой обмотке, было уменьшено до 1/1,73 линейного напряжения, хотя сетевое напряжение осталось прежним. Ток на обмотку был уменьшен до 1 / 1,73 нормального тока для соединения треугольником.Полная мощность также была уменьшена:
То есть полная мощность при соединении звездой составляет только одну треть от мощности в треугольнике для того же импеданса нагрузки. Очевидно, что общий выходной крутящий момент двигателя, подключенного по схеме звезды, составляет лишь одну треть от общего крутящего момента, который тот же двигатель может создать при работе в треугольнике.
Другими словами, хотя новая мощность для соединения звездой должна быть рассчитана по той же формуле, следует подставить другие значения, а именно напряжение и ток, оба уменьшенные на 1.73 (квадратный корень из 3).
Расчет сбалансированной нагрузки на основе известных значений напряжения, тока и коэффициента мощности
Следующие формулы используются для расчета сбалансированной (равной для каждой фазы) нагрузки на основе известных значений напряжения, тока и коэффициента мощности (опережающего или запаздывающего).
Импеданс нагрузки,
ZВ полярной форме:
В декартовой форме:
Расчет тока и мощности на основе известного напряжения и нагрузки
Фазный ток
По закону Ома:
Преобразование из декартовой в полярную форму и наоборотДля преобразования из декартовых координат R, X в полярные координаты | Z |, φ используйте следующие формулы:
Треугольник импеданса
где R всегда положительный, а X положительный для индуктивной нагрузки (запаздывающий ток) и отрицательный для емкостной нагрузки (опережающий ток).
Сопротивление нагрузки
R ф. и реактивное сопротивление нагрузки X ф. НагрузкаПараллельное RLC-соединение
Для расчета используйте наш Калькулятор импеданса параллельной RLC-цепи.
Нагрузка RLC серии
Соединение RLC серии
Для расчета используйте наш Калькулятор импеданса цепи последовательного RLC.
Дополнительную информацию об импедансе нагрузки RLC можно найти в наших калькуляторах импеданса:
Примеры расчетов
Пример 1. Расчет мощности и тока на основе заданного напряжения и нагрузки
Индуктивная нагрузка с тремя равными сопротивлениями Z ф. = 5 + j3 Ом подключен звездой к трехфазному источнику питания 400 В 50 Гц (напряжение сети). Рассчитайте фазное напряжение U фаз , фазовый угол φ фаз , фазный ток I фаз , линейный ток I L , активный P , реактивный Q , кажущийся | S |, а комплекс S мощность.
Пример 2. Расчет мощности и тока по заданным напряжению и нагрузке
Нагрузка с тремя равными сопротивлениями Z ф. = 15 ∠60 ° Ω подключена звездой к трехфазному источнику питания с фазой на -нейтральное напряжение 110 В 50 Гц. Определите тип нагрузки, линейное напряжение U L , фазовый угол φ фаз , фазный ток I фаз , линейный ток I L , активный P , реактивный Q , кажущийся | S |, а комплекс S мощность.Как изменится ток и потребляемая активная мощность, если одна и та же нагрузка будет подключена по схеме треугольника?
Пример 3. Расчет мощности и тока по заданному напряжению и нагрузке
Напряжение 230 В, 50 Гц между фазой и нейтралью прикладывается к трем соединенным звездой идентичным катушкам с эквивалентной схемой, состоящей из сопротивления R ф. = 20 Ом и индуктивность L ф. = 440 мГн, соединенных последовательно. Рассчитайте фазное напряжение U фаз , фазовый угол φ фаз , фазный ток I фаз , линейный ток I L , активный P , реактивный Q , кажущийся | S |, а комплекс S мощность.Найдите линейный ток и потребляемую мощность для той же нагрузки, подключенной по схеме треугольника. Подсказка: используйте наш калькулятор импеданса цепи последовательного RL, чтобы определить импеданс каждой катушки, а затем введите его в этот калькулятор.
Пример 4. Расчет мощности и нагрузки по заданным напряжению и току
Симметричный трехфазный генератор между фазой и нейтралью 230 В питает подключенную звездой нагрузку с запаздывающим коэффициентом мощности 0,75. Сила тока в каждой строке составляет 28,5 А. Рассчитайте полное сопротивление нагрузки, сопротивление и реактивное сопротивление для каждой фазы.Рассчитайте также общую, активную и реактивную мощность. Опишите, что произойдет, если мы изменим соединение со звезды на треугольник для той же нагрузки. Подсказка: используйте режим расчета мощности и нагрузки из заданного напряжения и тока для расчета импеданса нагрузки, затем используйте мощность и ток из напряжения и нагрузки, чтобы ответить на последний вопрос.
Пример 5. Расчет мощности и тока по заданному напряжению и нагрузке
Нагрузка из трех одинаковых катушек с сопротивлением R ф. = 10 Ом и индуктивностью л ф. = 310 мГн подключается по схеме треугольника. к трехфазному источнику питания с напряжением фаза-нейтраль 120 В 60 Гц.Рассчитайте линейное напряжение U L , фазовый угол φ ph , фазный ток I ph , линейный ток I L , активный P , реактивный Q , кажущийся | S |, а комплекс S мощность. Как изменится ток и мощность, если одна и та же нагрузка будет подключена по схеме треугольника? Подсказка: используйте наш калькулятор импеданса цепи последовательного RL, чтобы определить импеданс каждой катушки, а затем введите его в этот калькулятор.
Пример 6. Расчет мощности и тока по заданному напряжению и нагрузке
Нагрузка с тремя равными сопротивлениями Z ф. = 7 – j5 Ω подключена по схеме треугольника к трехфазной сети 208 В 60 Гц (линейное напряжение). источник питания. Определите тип нагрузки (резистивно-емкостную или резистивно-индуктивную), фазное напряжение U ф. , фазовый угол φ ф. , фазный ток I ф. , линейный ток I L , активный P , реактивный Q , кажущийся | S |, а комплекс S мощность.
Пример 7. Расчет мощности и нагрузки по заданным напряжению и току
Сбалансированная нагрузка подключена звездой к симметричному трехфазному генератору 208 В (линейное напряжение) 60 Гц. Ток в каждой фазе I ф. = 20 А и отстает на 15 ° от фазного напряжения. Найдите фазное напряжение, полное сопротивление нагрузки в полярной и комплексной форме для каждой фазы, активной и реактивной мощности.
Эта статья была написана Анатолием Золотковым.
Уравнения трехфазной мощности
В настоящее время большая часть электроэнергии переменного тока вырабатывается и распределяется как трехфазная, где три синусоидальных напряжения генерируются в противофазе друг с другом.При однофазном питании переменного тока имеется только одно синусоидальное напряжение.
Реальная мощность
Линейное напряжение:
Вт приложено = 3 1/2 U ll I cos Φ
= 3 1/2 U ll I PF (1)
где
Вт приложено = активная мощность (Вт, Вт)
U ll = линейное напряжение (В, вольт)
I = ток (А, амперы)
PF = cos Φ = коэффициент мощности (0.7 – 0,95)
Линейное напряжение к нейтрали:
W приложено = 3 U ln I cos Φ (2)
где
U ln = линейное напряжение
= линейное напряжение (В, вольт)Для чисто резистивной нагрузки: PF = cos Φ = 1
- резистивные нагрузки преобразует ток в другие формы энергии, такие как тепло
- индуктивные нагрузки используют магнитные поля, такие как двигатели , соленоиды и реле
Коэффициент мощности
Типичные коэффициенты мощности:
| Устройство | Коэффициент мощности |
|---|---|
| Лампа люминесцентная без компенсации | 0.5 |
| Лампа, с люминесцентной компенсацией | 0,93 |
| Лампа накаливания | 1 |
| Двигатель, индукционная нагрузка 100% | 0,85 |
| Двигатель, индукционная нагрузка 3 | |
| Двигатель, индукция, нагрузка 0% | 0,17 |
| Двигатель, синхронный | 0,9 |
| Духовка, резистивный нагревательный элемент | 1 |
| 0 Духовка, индукционная компенсация | 0.85 |
| Чистая резистивная нагрузка | 1 |
Пример – Чистая резистивная нагрузка
Для чисто резистивной нагрузки и коэффициента мощности = 1 фактическая мощность при напряжении 400/230 (от линии к линии / линии к нейтрали) 20 ампер Цепь можно рассчитать как
Вт приложено = 3 1/2 (400 В) (20 A) 1
= 13856 Вт
= 13.9 кВт
Общая мощность
Вт = 3 1/2 UI (2)
Тормозная мощность
Вт л.с. = 3 1/2 UI PF μ 746 (3)
где
Вт л.с. = тормозная мощность (л.с.)
μ = КПД устройства
Калькулятор тока полной нагрузки с уравнениями | jCalc.NET
Калькулятор тока полной нагрузки рассчитывает ток полной нагрузки для нагрузок 1-фазного переменного тока, 3-фазного переменного тока и постоянного тока в кВт, кВА или л.с. Включает пошаговые уравнения.
См. Также
Параметры калькулятора тока полной нагрузки
- Напряжение (В):
- Укажите межфазное напряжение V LL для трехфазного источника переменного тока в вольтах.
- Укажите напряжение между фазой и нейтралью V LN для однофазного источника переменного или постоянного тока.
- Выберите расположение фаз: 1 фаза переменного тока, 3 фазы переменного тока или постоянного тока.
- Нагрузка (S): Укажите нагрузку в кВт, кВА, А или л.с. И укажите коэффициент мощности нагрузки ( pf ) (cosΦ), когда нагрузка указывается в кВт или л.с.
Расчет тока полной нагрузки для трехфазного источника переменного тока:
Ток полной нагрузки для 3-фазной нагрузки в кВт рассчитывается как:
\ (I = \ displaystyle \ frac {1000 \ cdot S_ {kW}} {\ sqrt {3} \ cdot V_ {LL} \ cdot \ cos {\ phi}} \)
Где:
- S кВт : Номинальная мощность в киловаттах (кВт)
- V LL : Междуфазное напряжение в вольтах.
- cosΦ: Коэффициент мощности нагрузки.
Ток полной нагрузки для трехфазной нагрузки в кВА рассчитывается как:
\ (I = \ displaystyle \ frac {1000 \ cdot S_ {kVA}} {\ sqrt {3} \ cdot V_ {LL}} \)
Ток полной нагрузки для трехфазной нагрузки в л.с. рассчитывается как:
\ (I = \ displaystyle \ frac {745.7 \ cdot S_ {hp}} {\ sqrt {3} \ cdot V_ {LL} \ cdot \ cos {\ phi}} \)
Расчет тока полной нагрузки для однофазной сети переменного тока:
Ток полной нагрузки для однофазной нагрузки в кВт рассчитывается как:
\ (I = \ displaystyle \ frac {1000 \ cdot S_ {kW}} {V_ {LN} \ cdot \ cos {\ phi}} \)
Ток полной нагрузки для однофазной нагрузки в кВА рассчитывается как:\ (I = \ displaystyle \ frac {1000 \ cdot S_ {kVA}} {V_ {LN}} \)
Ток полной нагрузки для однофазной нагрузки в л.с. рассчитывается как:
\ (Я = \ Displaystyle \ гидроразрыва {745.7 \ cdot S_ {hp}} {V_ {LN} \ cdot \ cos {\ phi}} \)
Расчет тока полной нагрузки для источника постоянного тока:
Ток полной нагрузки для нагрузки постоянного тока в кВт рассчитывается как:
\ (I = \ Displaystyle \ frac {1000 \ cdot S_ {кВт}} {V_ {LN}} \)
Ток полной нагрузки для нагрузки постоянного тока в кВА рассчитывается как:
\ (I = \ displaystyle \ frac {1000 \ cdot S_ {kVA}} {V_ {LN}} \)
Ток полной нагрузки для нагрузки постоянного тока в л.