Чем трехфазная сеть лучше однофазной сети? Мощность однофазной сети

Мощность однофазного тока | Учёт и Контроль

МОЩНОСТЬ ОДНОФАЗНОГО ТОКА

Мощность однофазного тока равна произведению тока на напряжение и на коэффициент мощности:

P = IUcosФ,

и измерение ее делается помощью ваттметра. В частном случае при чисто активной (лампы накаливания ) нагрузке

cosФ = 1 и P=IU,

т. е. мощность равна произведению тока на напряжение и ее можно определить, так же как и при постоянном токе, по показаниям амперметра и вольтметра. Однако, и в этом случае удобнее пользоваться ваттметром, избегая отсчета по двум приборам, что неминуемо увеличивает погрешности измерения. Схема включения ваттметра для измерения мощности в цепи однофазного переменного тока ничем не отличается от схемы для измерения мощности в двухпроводной сети постоянного тока.

Если желают измерить все величины в цепи переменного тока (ток, напряжение, мощность, коэффициент мощности и угол сдвига фаз), то необходимо включить три прибора: амперметр, вольтметр и ваттметр.

Ток, напряжение и мощность определяются непосредственно по показаниям приборов, для определения же" коэффициента мощности пользуются формулой.

P = IUcosФ,

из которой можно определить cosФ,

cosФ= P/ IU,

т. е. для определения коэффициента мощности нужно мощность (ватты) разделить на произведение силы тока на напряжение. Зная cosФ можно по таблицам, найти значение угла Ф, г. е. определить, насколько ток и напряжение не совпадают по фазе. При поверке счетчиков на месте установки пользуются только ваттметром, но если у абонента установлены амперметр и вольтметр (хотя бы простые технические), то необходимо всегда по показаниям их и контрольного ваттметра вычислять cosФ, так как это дает возможность удостовериться в том, что при измерении мощности не допущено грубой ошибки. Так, например, если у абонента нагрузка чисто осветительная (лампы накаливания ) т. е. cosФ = 1, то показание ваттметра должно быть равно произведению тока на напряжение; если у абонента имеется смешанная нагрузка - осветительная и моторная - и моторы достаточно нагружены, то cosФ подсчитанный по показаниям приборов, должен быть не меньше 0,5 и т. д. Во всяком случае, показание ваттметра никогда не может быть больше произведения силы тока на напряжение

Чтобы избежать неправильного включения, у одного из зажимов параллельной цепи ставится звездочка, такая же звездочка или цифра имеется у одного из зажимов последовательной обмотки. Этот зажим последовательной обмотки является «входящим», т. е. к нему должен присоединяться провод, идущий от сети. Отмеченный звездочкой зажим параллельной цепи должен соединяться с тем проводом сети, в который включена последовательная обмотка.

Часто ваттметры устраиваются так, что добавочное сопротивление, имеющееся внутри прибора, рассчитано на сравнительно небольшое напряжение - 50 или 100 В, а для измерения в сетях более высокого напряжения имеется отдельное добавочное сопротивление, включающееся последовательно с параллельной цепью ваттметра. Это добавочное сопротивление должно приключаться обязательно к тому зажиму, у которого не имеется звездочки. Иногда зажимы ваттметраимеют никаких обозначений: в этом случае левые зажимы параллельной и последовательной цепи следует считать «входящими», а добавочное сопротивление должно присоединяться к правому зажиму параллельной цепи. Относительно пользования ваттметрами необходимо указать еще следующее: ваттметры делаются обычно на несколько пределов измерения; так, например последовательные обмотки могут переключаться на 1А, 2,5А, 5А либо на 10А, кроме этого имеется переключатель, изменяющий величину добавочного сопротивления; в зависимости от положения этого переключателя ваттметр можно употреблять для измерений при напряжениях 50—150—300 В.

Измерение мощности с непосредственным включением ваттметра возможно только при сравнительно небольших нагрузках; при больших нагрузках для измерения мощности приходится применять трансформаторы тока. Последовательно с измеряемой нагрузкой включена первичная обмотка трансформатора тока, во вторичной цепи которого находится ваттметр на номинальный ток в 5А. Параллельная обмотка ваттметра включена непосредственно на напряжение сети. Для определения мощности с помощью ваттметра, включенного через трансформатор тока, показание прибора надо умножить на коэффициент трансформации трансформатора тока.

При измерении мощности в сети высокого напряжения применение трансформатора тока становится необходимым в целях изоляции ваттметра и обеспечения безопасности обслуживающего персонала. Параллельная цепь прибора также в этом случае включается не непосредственно, а через трансформатор напряжения. Вторичные обмотки и корпуса измерительных трансформаторов при измерениях в сети высокого напряжения необходимо надежно заземлять, чтобы при случайном повреждении изоляции высокое напряжение не могло попасть на приборы.

Чтобы определить ток, напряжение и мощность в сети необходимо показания амперметра умножить на коэффициент трансформации трансформатора тока, показания вольтметра умножить на коэффициент трансформации трансформатора напряжения и показание ваттметра надо умножить на произведение обоих коэффициентов.

fidercom.ru

Давайте разберемся, как проводится расчет тока по мощности

Прежде чем приступать к проектированию электрики в вашем доме, необходимо составить схему расчетов с указанием всех предполагаемых нагрузок в помещениях и длины отдельных участков кабеля. Для составления такой схемы и понадобится провести расчет тока «по мощности». Правильно составленная карта электросистемы дома позволит подобрать кабели нужных сечений, что обезопасит вашу проводку от перегрева и, соответственно, от возможности возгорания. Давайте разберемся, а что же представляет собой расчет тока «по мощности». расчет тока по мощности

Правильность подбора коммутационных аппаратов, а также сечения кабеля во многом зависит от различных значений параметров электрических сетей. Наиболее важным среди них считается электрический ток. И на этапе проектирования эти величины можно определить только расчетным математическим методом. Очень важным считается расчет тока «по мощности» в трехфазных сетях, где нагрузку необходимо размещать равномерно среди фаз, чтобы не допустить перекосов. Однако и в городских бытовых сетях эти расчеты необходимо проводить при проектировании не только щитовых, но и жилых помещений.

Расчет тока «по мощности» проводится при условии известных значений мощности электроприборов, характере нагрузок и напряжения сети. Для однофазной питающей сети используют следующую формулу: I = P/(U×cosφ), где:

U – значение фактического напряжения сети, измеряется в вольтах;
cosφ – соответствующий коэффициент мощности.

формула мощности тока

В зависимости от характера нагрузки выбирается коэффициент мощности. Так, для активных нагрузок (нагревательных элементов, ламп накаливания) он будет приблизительно равным единице. Однако если учесть, что в активной нагрузке всегда присутствует реактивная составляющая, то для расчетов принято использовать величину cosφ, равную 0,95. При расчетах нагрузки, которая характеризуется большой реактивной мощностью (дроссели осветительных приборов, электродвигатели, индукционные печи, сварочные трансформаторы и др.) принято среднее значение cosφ, равное 0,8.

Для трехфазной питающей сети формула мощности тока будет иметь следующий вид: I = P/(1,73 × U × cosφ).

Для трехфазных сетей значения коэффициента мощности для активных и реактивных нагрузок полностью идентичны однофазным сетям.

Таким образом, при помощи указанных формул необходимо провести расчеты всех значений электрического тока от мощности нагрузки, которая будет использоваться на том или ином участке.

Следующим этапом наших расчетов, будет выбор сечения кабеля. Хотя в технической литературе часто можно встретить такое понятие, как «расчет кабеля по мощности», на самом деле, это не расчет, а все-таки «выбор». Под расчетом понимают описанные выше формулы для определения нагрузки тока. При наличии определенных значений тока и напряжения сечение кабеля выбирается из справочных таблиц. Таблицы эти весьма наглядны и подробного описания не требуют. Вы сначала выбираете материал провода: медь или алюминий, а затем по напряжению питающей сети и значению тока определяете сечение кабеля.

Вот, собственно, мы и рассмотрели, каким образом рассчитывается электрическая нагрузка и выбирается сечение кабелей для электрификации объектов.

fb.ru

Чем трехфазная сеть лучше однофазной сети?

Сегодня хотелось бы рассмотреть основные достоинства и недостатки трехфазной сети по сравнению с однофазной сетью. Владение данной информацией, позволит легко аргументировать то или иное техническое решение при проектировании объекта.

Согласно нормативным документам до 12 кВт рекомендуется применять однофазный ввод, при мощности более 12 кВт, как правило, должен быть предусмотрен трехфазный ввод (ТКП 45-4.04-149-2009. Системы электроснажбжения жилых и общественных зданий, п.9.13).

Достоинства однофазной сети по сравнению с трехфазной сетью.

Самое главное достоинство – экономия средств. В однофазных сетях применяются трехжильные кабели, а в трехфазных – пятижильные. Как видим, экономия составляет 2 жилы кабеля. Для защиты сетей и оборудования в однофазных сетях достаточно применять однополюсные аппараты защиты, в трехфазных сетях обязательным условием является применение трехполюсных аппаратов. Поскольку аппараты в однофазных сетях – однополюсные, то и габаритные размеры их будут меньше. На одном автоматическом выключателе можно сэкономить 2 модуля или 36 мм в щите при установке на DIN-рейку, а в случае дифференциального автоматического выключателя – экономия может составить до 6 модулей или 108 мм, зависит от типа УЗО.

Преимущества трехфазной сети по сравнению с однофазной сетью.

Самым главным достоинством, на мой взгляд, является то, что при передаче одинаковой мощности падение напряжения в трехфазной линии в 6 раз меньше, чем в однофазной линии.

Формулы для расчета падения напряжения в однофазной и трехфазной сети представлены на картинке.

Формулы для расчета падения напряжения

Разделим формулу 25 на формулу 23.

dU1 / dU3=(2*/220*220)/(1/380*380)=6

А сейчас проверим мою программу для расчета падения напряжения 🙂 Пусть Р=10кВт необходимо передать на 100м. Сечение медного кабеля для однофазной сети 3×10, для трехфазной сети – 5×10, хотя по току достаточно и 5×2,5. Потери напряжения в однофазной линии составят 7,8%, а в трехфазной, 1,31%. В действительности нужно было бы взять для передачи данной мощности на расстояние 100м по однофазной сети медный кабель 3×25, а трехфазный — 5×4. Потери напряжения при этом составят 3,1%. По стоимость пятижильный кабель (5×4) будет в 3,5 раза дешевле трехжильного (3×25).

Физический смысл того, что падение напряжения в трехфазной линии в 6 раз меньше чем в однофазной заключается в том, что в трехфазной сети ток в фазном проводнике в 3 раза меньше по сравнению с током в однофазной линии и в нулевом проводнике ток практически отсутствует, следовательно и длина линии как бы уменьшается в 2 раза.

Трехфазная сеть

Еще одним важным достоинством можно назвать отсутствие перекоса фаз. При наличии однофазных приемников разной мощности может наблюдаться перекос фаз, т.е. разная нагрузка на фазы.

Может я что-нибудь пропустил?

Советую почитать:

220blog.ru

Каталог товаров