Собствениците на апартаменти, частни къщи и други електрифицирани обекти често се сблъскват с въпроса за определяне на стойностите на основните електрически величини, тъй като изчисляването на мощността по допустимото ток и известното напрежение или решаването на обратния проблем не е много лесно.
Прякото прилагане на добре познатия закон на Ом, без да се вземат предвид характеристиките на местните мрежи и устройства, може да доведе до неправилен резултат.
- Основни понятия за количествата
- Мощност на електрическия ток
- Напрежение в битовите мрежи
- Нюанси в концепцията за електрическата енергия
- Линейни и фазови отношения
- Връзка между основните променливи
- Заключения и полезно видео по темата
Основни понятия за количествата
За електрически ток съществуват известни зависимости между основните стойности като сила (I, ампер), напрежение (U, волта), мощност (P, w) и съпротивление на веригата (R, ом). Обикновено, за решаване на реални проблеми, използвайте първите три параметъра, всеки от които на практика има своите нюанси.
Мощност на електрическия ток
Изчисляването на достатъчна част от жизнената и номиналната стойност на прекъсвача за даден клон на електрозахранването се извършва в съответствие със стойността на максималния ток за тази зона. Това е необходимо, за да се предотврати пожарната ситуация, която често води до пожар.
Работните параметри на автоматичните машини и RCDs се избират в съответствие с нормативните изисквания. За да определи допустимата част, той живее в зависимостОт максимално възможната сила на тока е необходимо да се използва таблицата, предоставена от производителя на продукта, тъй като кабелът най-често се произвежда от ТУ, но не от ГОСТ.
Със същата маркировка на кабелите, разработени от гост (отляво) и TU (вдясно), се различават както визуално, така и по основните характеристики
Тъй като е възможно да се изчисли мощността на електрическия ток за консумираната от устройствата мощност и напрежението на мрежата, е необходимо правилно да се определят стойностите на тези два индикатора.
Напрежение в битовите мрежи
Много собственици на апартаменти смятат, че стандартното фазово напрежение за битови нужди е приблизително 220 V. В повечето случаи това наистина е така. Въпреки че според ГОСТ 29322-2014 от 10/01/2015 в рамките на Руската федерация е имало преход към съвместима със страните от ЕИО система 230 чл.
Отклонение от 5% от стандарта е допустимо за всеки срок и 10% за период, който не надвишава 1 час. Така, според старите правила, стойността на напрежението може да варира в диапазона от 198 до 242 V, а според настоящите гости - от 207 до 253 чл.
Има и случаи, когато напрежението на мрежата за дълго време е много по-ниско от регулаторното. Тази ситуация възниква, когато общата мощност на свързаните електрически уреди е много по-висока от планираната, а когато повечето от тях са включени, се появява "слягането на мрежата".
Този проблем възниква в сферата на отговорност на организациите, отговорни за електроснабдяването и е свързана с претоварване на разпределителните трансформатори, износените подстанции или отнедостатъчно пресичане на проводниците.
Намаленото входно напрежение води не само до промяна на параметъра на силата на тока и възможната експлоатация на защитата, но и до бързото разрушаване на електрически уреди, съдържащи асинхронни двигатели или сложна електроника
За да се определи реалната стойност на напрежението, е необходимо периодично да се извършват измервания с помощта на волтметър. Ако индикаторите са много "ходещи", е необходимо да се използва стабилизатор или по-скъп преобразувател с функцията на акумулаторната мощност.
Нюанси в концепцията за властта на електрическите уреди
Всички устройства, консумирани с електроенергия, имат такъв параметър като мощност. Колкото по-голям е този индикатор, толкова повече енергия ще поеме устройството от веригата. Общо има три вида власт:
- Активно (Р).Характеризира скоростта на прехвърляне на електрическа енергия в друга форма, например електромагнитна или термична. Това трябва да се вземе предвид при изчисляването на необратимите разходи за електроенергия, а оттам и на цената на устройството. Единица за измерване - W.
- Реактивно (Q).Характеризира енергията, идваща от източника (трансформатора) към реактивните елементи на клиента (кондензатори, намотки на двигателя), но след това почти веднага се връща към източника. Единица за измерване - W или WAR (декриптиране - Volt Ampere reactive).
- Пълна (S).Характеризира товара, който потребителят налага на елементите на веригата. Използва се при изчисляване на площта на напречното сечение на кабела и избора на наименованието на машината, т.е. изчисляването на силата на токапроизвеждат с пълен капацитет всички електрически уреди, свързани към веригата. Единица за измерване - W или V * A (B * A - волтарен ампер).
Всички тези параметри могат да бъдат изчислени от ъгъла на фазово изместване, който възниква между вектора на напрежението и тока (f):
P = S * cos (f);
Q = S * sin (f);
S2 = P2 + Q2.
Домакинските уреди, в които пълната мощност може значително да надвишава активните, включват хладилници, перални машини, флуоресцентни и някои енергоспестяващи лампи, както и устройства за силова електроника.
Двигателите обикновено показват активната мощност и коефициента. В този случай общата мощност се изчислява, както следва: S = P /cos (f) = 750 /0,78 = 962 W
Също така съществува такава концепция като пикова или пускова мощност. Факт е, че ускорението на двигателите изисква много повече усилия, отколкото да се поддържа тяхната ротация. Следователно при включване на такива устройства като хладилник или пералня се получава краткосрочно натоварване на верижния сегмент.
Началните токове могат да бъдат по-високи от работниците няколко пъти. При изчисляване на необходимата част от кабелите и избора на категория на машината това трябва да се вземе под внимание.
За да направите това, трябва да идентифицирате устройството с най-голяма разлика в пусковата и работната мощност и да го добавите към общата стойност. Стартовите токове на други устройства не могат да бъдат взети предвид, тъй като вероятността за едновременна работа за включване на двигатели в различни потребители е практически нула.
Линейни и фазови отношения
Практиката вече е широко разпространенасвързване на битови предмети с трифазни електрически мрежи. Това е оправдано поради следните причини:
- Значителна консумация на електроенергия.В този случай снабдяването на еднофазна високомощна мрежа ще бъде много неефективно поради големия кабелен участък и високата материална мощност на трансформатора.
- Наличие на трифазни устройства.Прилагането на схемата за свързване на такова устройство към еднофазна верига не е много проста и заплашва препятствията, които възникват например при стартиране на асинхронен двигател.
Има два начина за свързване на трифазни устройства - "звезда" и "триъгълник".
Основни схеми за пренос на електроенергия в три фази. Името "звезда" и "триъгълник", които са получили поради геометричното сходство с тези обекти
В "звездните" мрежи линейният и фазовият ток са еднакви, а линейното напрежение е повече от фаза в 1,73 пъти:
IL = IF;
UL = 1.73 * Uf.
Тази формула обяснява известната корелация на напрежението за битови и нисковолтови промишлени мрежи с честота 50 Hz: 220/380 V (според новия ГОСТ: 230/400 V).
При свързване на тип триъгълник, напротив, напрежението съвпада и линейните токове са по-чувствителни към фазите:
Il = 1.73 * Iph;
Ul = Uf.
Тези формули могат да се използват само за симетрично натоварване на фазите. Ако потреблението на ток от кабелите се различава (асиметричен приемник), тогава изчисленията се извършват с помощта на правилата на векторната алгебра, а полученият ток на изравняване се компенсира от неутралниятел. Въпреки това, за мрежи с свързани домакински уреди такива случаи са рядкост.
Връзката между основните променливи
Най-често срещаният проблем, с който се сблъскват обикновените потребители, е да се изчисли действителната сила на тока. И така, как правилно да се изчисли ампераж за известни стойности на напрежението и мощността? Необходимо е да се разреши при обосноваване на стойностите на раздела на живата и деноминацията на машината, като има техническа информация за устройствата, които ще бъдат в тази верига на доставки.
След изчисляване на силата на тока често се избира кабел с най-малко допустимо напречно сечение. Това обаче не винаги е правилно, тъй като подобно решение води до значителни ограничения, когато е необходимо да се добавят нови електрически уреди към мрежата.
Понякога е необходимо да се извършат обратни изчисления и да се определи каква обща мощност могат да бъдат свързани устройства с познато напрежение и максимално допустим ток, което е ограничено до съществуващото окабеляване.
Решаване на тези два проблема за еднофазна верига, използвайки проста формула:
I = S /U;
S = U * I,
където S е общата обща мощност на всички електрически консуматори.
Кръгова диаграма, отразяваща закона на Ома и изразяваща зависимостта на мощност, ток, напрежение и съпротивление, е подходяща за изчисляване на параметрите на еднофазната верига
За да се реши проблемът с изчисляването на силата на тока за известни или изчислени стойности на мощност и напрежение на трифазната верига, е необходимо да се знае общото натоварване на всяка фаза.
И необходимото кръстосване на венитекабела, а минимално допустимата деноминация на машината се избира с най-натоварената линия, като се има предвид, че:
S = 3 * max {S1, S2, S3}.
I = S /(U * 1.73).
Допустимата мощност за всяка от фазите може да бъде изчислена по следната формула:
S1.2.3 & lt; S /3 = I * U /1.73,
където I е максимално допустимият ток за текущото окабеляване.
Заключения и полезно видео по темата
Изчисляване на силата на тока по мощност за избор на напречно сечение на кабела:
Определяне на консумацията на енергия от групи електрически уреди на пример на частна къща:
Изчисляването на силата на тока за определяне на параметрите на окабеляването или определянето на допустимата мощност в съществуващата верига може да се извърши независимо. За правилното решаване на проблема е необходимо да се вземат предвид нюансите, които възникват на практика, а не само да се използват добре познати формули, които работят в "идеални" условия.
