Plazer-don.ru

Сварочное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет мощности трехфазной сети

В зависимости от того, какой тип подключения используют, определение потребляемой мощности производится по-разному.

В однофазной сети потребляемая энергия считается по простейшей формуле:

где cosϕ – коэффициент мощности, характеризующий сдвиг фаз между током и напряжением в реактивной нагрузке.

Мощность 3 х фазной сети является суммой потребления по каждой фазе в отдельности. Формула мощности 3 х фазного тока имеет следующий вид:

Pобщ=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc,

где U, I, cosϕ – напряжение, сила тока и коэффициент мощности в каждой фазе, соответственно.

К сведению. Видно, что в общем случае трехфазное соединение требует большее количество приборов учета.

Иногда посчитать потребление энергии можно по упрощенному варианту. При симметричном потреблении, например, при подключении асинхронного двигателя, токи потребления одинаковы, и формула принимает следующий вид:

где:

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

Асинхронный двигатель

Узнаем потребляемую мощность электричества

Итак, перейдем к существу, нам нужно узнать мощность электричества по току и напряжению. Прежде всего нужно знать, сколько потреблять энергии вы будете. Это легко узнать, сопоставив все энергопотребители в вашем доме. Давайте выберем самую распространенную технику, без которой не обойтись современному человеку. Кстати, узнать сколько потребляет тот или иной прибор, можно в паспортных данных вашего электроприбора, или на бирке, которая может быть на корпусе. Начнем с самого высокого потребления напряжения:

Как расходуется электроэнергия в доме

  • Стиральная машина — 2700 Ватт
  • Водонагреватель (бойлер) — 2000 Ватт
  • Утюг — 1875 Ватт
  • Кофеварка — 1200 Ватт
  • Пылесос — 1000 Ватт
  • Микроволновая печь — 800 Ватт
  • Компьютер — 500 Ватт
  • Освещение — 500 Ватт
  • Холодильник — 300 Ватт
  • Телевизор — 100 Ватт

По формуле нам нужно все добавить и поделить на 1000, для перевода из ватт в киловатты.

Читайте так же:
Векторная диаграмма трехфазного счетчика электроэнергии

Суммарно у нас получилось 10975 Ватт, переведем в киловатты, поделив на 1000.

Итого у нас потребление 10.9 кВт.

Для обычного обывателя вполне достаточно и одной фазы. Особенно если вы не собираетесь включать все одновременно, что, конечно же, маловероятно.

Но нужно помнить что потребление тока может быть значительно выше, особенно если вы живете в частном доме и/или у вас есть гараж, тогда потребление одного прибора может составлять 4-5 кВт. Тогда вам будет предпочтительнее трехфазная сеть, как более мощная и позволяющая подключать значительно более мощных потребителей тока.

Принцип действия счетчиков основан на измерении аналого-цифровым преобразователем мгновенных значений входных сигналов напряжения и тока по каждой фазе, с последующим вычислением микроконтроллером значений активной и реактивной энергии и других параметров сети. В зависимости от исполнения, счетчики могут измерять среднеквадратические значения напряжений и токов, углов, активной, реактивной и полной мощности, активной и реактивной энергии, частоты сети. Алгоритм вычисления реактивной мощности (энергии) — по первой гармонике.

Счетчики имеют в своем составе три измерительных элемента (для счетчиков прямого включения — шунт, для счетчиков трансформаторного включения — трансформатор тока) микроконтроллер, энергонезависимую память данных, встроенные часы реального времени, позволяющие вести учет электрической энергии по тарифным зонам суток, испытательное выходное устройство (электрическое, оптическое), интерфейсы для работы в системах автоматизированного учета потребленной электроэнергии, жидкокристаллический индикатор для просмотра измеряемых величин и другой информации, клавиатуру с одной или несколькими кнопками, реле управления нагрузкой или (и) реле сигнализации, индикаторы функционирования.

Параметризация счетчиков производится с помощью свободно распространяемого технологического программного обеспечения «Admin Tools», которое доступно для скачивания с сайта производителя (www.energomera.by).

Счетчики подключаются к сети переменного тока через измерительные трансформаторы тока или непосредственно.

Читайте так же:
Схема подключения домового электросчетчика

Счетчики могут использоваться автономно, или в составе автоматизированных информационно-измерительных систем коммерческого учета электроэнергии АИИС КУЭ (АСКУЭ).

Обмен информацией с внешними устройствами обработки данных осуществляется через оптический порт и один из интерфейсов, в зависимости от исполнения счетчика. Обмен информацией по оптическому порту осуществляется с помощью оптической головки, соответствующей ГОСТ Р МЭК 61107-2001. Счетчики в зависимости от исполнения имеют один или два электрических испытательных выходов (телеметрические выходы).

Счетчики предназначены для установки внутри помещений, в местах, имеющих дополнительную защиту от влияния окружающей среды, в жилых и в общественных зданиях, в бытовом и в промышленном секторе, снаружи помещений в щитах и шкафах и других конструктивных элементах, обеспечивающих соответствующую степень защищенности от климатических факторов.

Счетчики в зависимости от исполнения обеспечивают также фиксацию воздействий магнитом, переменным магнитным полем промышленной частоты, радиоизлучением, попыток обращения с неверным паролем, критического несоответствия времени, перегрева счетчика, а также фактов вскрытий клеммной крышки и корпуса.

Формирование обозначения модификаций счетчиков представлено на рисунке 1 и в таблицах 1 и 2.

Измерение мощности

Измерение активной мощности в сетях производится с помощью ваттметра

Цифровой ваттметр Цифровой ваттметр Аналоговый ваттметр Аналоговый ваттметр

В зависимости от схемы соединения нагрузки и его характера (симметричная или несимметричная) схемы подключения приборов могут разниться. Рассмотрим случай с симметричной нагрузкой:

Документ5 Схема включения ваттметра при симметричной нагрузке

Здесь 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:

Документ6 Схема включения ваттметра при несимметричной нагрузке

Этот 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.

Читайте так же:
Показания счетчиков свет дэк

Измерении в цепи без нулевого проводника:

Документ7 Схема включения ваттметра при отсутствии нулевого провода

Эта схема требует двух приборов. Этот способ основывается на первом законе Кирхгофа

IA+IB+IC=0. Из этого следует, что сумма показаний двух ваттметров равна трехфазной мощности этой цепи. Ниже показана векторная диаграмма для данного случая:

DL

Векторная диаграмма включения двух ваттметров при различных видах нагрузки

Мы 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>60 0 показания W1 вообще отрицательные (W1<0).

При активной и емкостной(R-C) и W1>W2, а при φ<-60 0 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.

Измерение мощности ваттметром

Мощность потребления трехфазного тока измеряют, используя ваттметры. Это может быть специальный ваттметр, для 3-х фазной сети, либо однофазный, включенный по определенной схеме. Современные приборы учета электроэнергии часто выполняются по цифровой схемотехнике. Такие конструкции отличаются высокой точностью измерений, большими возможностями оперирования с входными и выходными данными.

Читайте так же:
Каталог счетчиков для света

Варианты измерений:

  • Соединение «звезда» с нулевым проводником и симметричная нагрузка – измерительный прибор подключается к одной из линий, считанные показания умножаются на три.
  • Несимметричное потребление тока в соединении «звезда» – три ваттметра в цепи каждой фазы. Показания ваттметров суммируются;
  • Любая нагрузка и соединение «треугольник» – два ваттметра, подключенных в цепь любых двух нагрузок. Показания ваттметров также суммируются.

На практике всегда стараются выполнить нагрузку симметричной. Это, во-первых, улучшает параметры сети, во-вторых, упрощает учет электрической энергии.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector