Lastniki stanovanj, zasebnih hiš in drugih elektrificiranih predmetov se pogosto soočajo z vprašanjem določanja vrednosti glavnih električnih količin, saj izračunati moč iz dovoljene tokovne moči in znane napetosti ni zelo enostavno ali rešiti obratnega problema.
Neposredna uporaba znanega Ohmovega zakona brez upoštevanja značilnosti gospodinjskih omrežij in naprav lahko privede do napačnega rezultata.
V tem gradivu bomo razumeli, kaj je moč, in govorili o tem, kako izračunati ta indikator.
Osnovni pojmi količin
Električni izračuni temeljijo na dobro znanih razmerjih med jakostjo toka (I, Ampere), vrednostjo napetosti (U, Volt), vrednostjo moči (P, Watt) in uporom (R, Ohm). Praktični izračuni običajno zahtevajo poznavanje vrednosti prvih treh.
Opozorili vas bomo, da številčni izrazi naštetih vrednosti niso dovolj - potrebujemo dodatne lastnosti, ki razkrivajo način porabe energije.
Električni tok
Izračun zadostnega preseka prevodnikov in nazivne vrednosti odklopnika za določeno vejo elektroenergetskega omrežja se izvede glede na vrednost največjega možnega toka za ta odsek. To je potrebno za preprečitev požara v ožičenju, ki pogosto vodi v požar.
Obratovalni parametri strojev in RCD so izbrani v skladu z regulativnimi zahtevami. Za določitev dovoljenega prereza prevodnikov, odvisno od največje možne jakosti toka, je treba uporabiti tabelo, ki jo je zagotovil proizvajalec izdelka, saj so kabli najpogosteje izdelani v skladu s tehničnimi specifikacijami in ne po GOST.
Kabli, izdelani v skladu z GOST (levo) in TU (desno), se razlikujejo tako vizualno kot po osnovnih značilnostih
Ker je mogoče izračunati jakost električnega toka od moči, ki jo porabijo naprave in omrežne napetosti, je treba pravilno določiti vrednosti teh dveh kazalnikov.
Napetost v gospodinjskih omrežjih
Mnogi lastniki stanovanj verjamejo, da je standardna fazna napetost za potrebe gospodinjstev približno 220 V. V večini primerov je to res. Čeprav mimo GOST 29322-2014 od 01.10.2015 naj bi znotraj Ruske federacije potekal prehod na 230 V sistem, združljiv z državami EGS
5-odstotno odstopanje od norme je sprejemljivo za katero koli obdobje in 10% za obdobje, ki ne presega 1 ure. Tako lahko po starih pravilih vrednost napetosti niha v območju od 198 do 242 V, po trenutnem GOST pa - od 207 do 253 V.
Obstajajo tudi primeri, ko je napetost v omrežju dlje časa bistveno nižja od normativne. Takšna situacija nastane, ko je skupna moč električnih aparatov, priključenih na vejo, veliko večja od načrtovanih in ko je večina od njih vklopljena, prihaja do "odstranjevanja omrežja".
Ta težava se pojavlja na območju odgovornosti organizacij, odgovornih za oskrbo z električno energijo, povezana pa je s preobremenitvijo razdelilnih transformatorjev, poslabšanjem podstanic ali nezadostnim prerezom žic.
Zmanjšana vhodna napetost vodi ne le do spremembe amperacijskega parametra in možnega sproženja zaščite, temveč tudi do hitrega razpada električnih naprav, ki vsebujejo asinhrone motorje ali zapleteno elektroniko
Za določitev vrednosti dejanske napetosti je potrebno občasno meriti z voltmetrom. Če indikatorji zelo "hodijo", je treba uporabiti stabilizator ali dražji pretvornik s funkcijo naprave za shranjevanje energije.
Odtenki v konceptu moči električnih aparatov
Vse naprave, ki porabijo električno energijo, imajo takšen parameter kot moč. Višji kot je ta kazalnik, več energije naprava odvzame iz vezja.
Obstajajo tri vrste moči:
- Aktivno (P). Karakterizira hitrost pretvorbe električne energije v drugo obliko, na primer elektromagnetno ali toplotno. Upoštevati ga je treba pri izračunu nepovratnih stroškov energije in s tem stroškov naprave. Merska enota je W.
- Reaktivno (V). Karakterizira energijo, ki prihaja iz vira (transformatorja) do odzivnih elementov porabnikov (kondenzatorji, navitja motorja), vendar se skoraj v trenutku vrne v vir. Merska enota je W ali var (dekodiranje - volt-amperska reaktivna).
- Poln (S). Karakterizira obremenitev, ki jo potrošnik nalaga na elemente vezja. Uporablja se pri izračunu površine prečnega prereza kabla in izbiri nazivne moči strojev, to je trenutna jakost se izračuna s polno močjo vseh električnih naprav, ki so priključene na vezje. Merska enota je W ali V * A (V * A je volt amper).
Vse te parametre je mogoče preračunati skozi fazni kot, ki se pojavi med napetostnim vektorjem in tokom (f):
P = S * cos (f);
V = S * greh (f);
S2 = P2 + V2.
Med gospodinjske aparate, pri katerih skupna moč lahko bistveno presega aktivne, sodijo hladilniki, pralni stroji, fluorescenčne in nekatere energijsko varčne sijalke, pa tudi enote za elektronsko napajanje.
Motorji običajno kažejo aktivno moč in koeficient. V tem primeru se navidezna moč izračuna tako: S = P / cos (f) = 750 / 0,78 = 962 W
Obstaja tudi takšna stvar kot vršna ali začetna moč. Dejstvo je, da je za pospeševanje motorjev potrebno veliko več truda kot za vzdrževanje njihovega vrtenja. Zato, ko vklopite naprave, kot sta hladilnik ali pralni stroj, se na delu vezja pojavi kratkotrajna porast bremena.
Začetni tokovi so lahko nekajkrat večji od delovnih. Pri izračunu potrebnega preseka kabla in izbiri ratinga stroja je to treba upoštevati.
Če želite to narediti, morate določiti napravo z največjo razliko v začetni in obratovalni moči in jo dodati v skupno vrednost. Začetne tokove drugih naprav je mogoče prezreti, saj je verjetnost sočasnega delovanja na vključitvi motorjev različnih porabnikov skoraj nič.
Linearna in fazna razmerja
Dandanes se je praksa povezovanja gospodinjskih predmetov s trifaznimi električnimi omrežji razširila.
To je upravičeno iz naslednjih razlogov:
- Pomembna poraba energije. V tem primeru bo seštevanje enofaznega omrežja velike moči zelo iracionalno zaradi velikega prereza kabla in velike porabe materiala transformatorja.
- Prisotnost naprav, ki delujejo iz treh faz. Izvedba vezja za priključitev takšne naprave v enofazni tokokrog ni zelo preprosta in se spopada z motnjami, ki se pojavljajo na primer pri zagonu indukcijskega motorja.
Obstajata dva načina za priključitev trifaznih naprav - "zvezda" in "trikotnik".
Shematski diagrami prenosa električne energije v treh fazah. Ime "zvezda" in "trikotnik" sta dobila zaradi geometrijske podobnosti s temi predmeti
V tokokrogih zvezde sta linearni in fazni tok enaka, linearna napetost pa je 1,73-krat večja od fazne napetosti:
jazl = jazf;
Ul = 1.73 * Uf.
Ta formula razlaga dobro znano napetostno razmerje za gospodinjska in nizkonapetostna industrijska omrežja s frekvenco 50 Hz: 220/380 V (po novem GOST: 230/400 V).
Pri povezovanju tipa trikotnika nasprotno napetost sovpada in linearni tokovi so večji od faznih:
jazl = 1.73 * jazf;
Ul = Uf.
Te formule je mogoče uporabiti le s simetrično fazno obremenitvijo. Če je trenutna poraba kablov drugačna (neuravnotežen sprejemnik), se izračuni izvedejo po pravilih vektorske algebre, dobljeni izravnalni tok pa se kompenzira z nevtralno žico. Vendar so pri omrežjih s povezanimi napravami takšni primeri redki.
Razmerje glavnih količin
Najpogostejša težava, s katero se srečujejo navadni potrošniki, je izračunavanje dejanske jakosti toka. Kako torej pravilno izračunati amperažo glede na znane vrednosti napetosti in moči? Rešiti ga je treba pri utemeljevanju vrednosti preseka jeder in nazivne vrednosti stroja s tehničnimi informacijami o napravah, ki bodo napajane v tem vezju.
Po izračunu trenutne jakosti se pogosto izbere kabel z najmanjšim dovoljenim prerezom. Vendar to ni vedno pravilno, saj takšna rešitev vodi do pomembnih omejitev, ko je treba v omrežje dodati nove električne naprave.
Včasih je treba opraviti inverzne izračune in določiti, kakšno skupno moč je mogoče priključiti na naprave z znano napetostjo in največjo dovoljeno jakostjo toka, ki je omejena z obstoječim ožičenjem.
Ti dve težavi za enofazni tokokrog lahko rešite s preprosto formulo:
jaz = S / U;
S = U * jaz,
Kje S - skupna navidezna moč vseh porabnikov električne energije.
Košček, ki odraža Ohmov zakon in izraža odvisnost moči, toka, napetosti in upora, je primeren za izračun parametrov enofaznega vezja
Če želite rešiti težavo izračunavanja trenutne jakosti iz znanih ali izračunanih vrednosti moči in napetosti v trifaznem vezju, morate vedeti skupno obremenitev vsake faze.
In zahtevani prerez kablovskih vodnikov in najmanjši dovoljeni naziv stroja sta izbrana po najprometnejši liniji, če upoštevamo, da:
S = 3 * največ {S1, S2, S3}.
jaz = S / (U * 1.73).
Dovoljena moč za vsako od faz se lahko izračuna po naslednji formuli:
S1,2,3 jaz * U / 1.73,
Kje jaz - največji dovoljeni tok za obstoječe ožičenje.
Izračun trenutne jakosti po moči za izbiro preseka kabla:
Določitev porabe električne energije skupin električnih aparatov kot primer zasebne hiše:
Izračun trenutne jakosti za določitev parametrov ožičenja ali določitev dovoljene moči v obstoječem vezju je mogoče opraviti neodvisno. Za pravilno rešitev problema je treba upoštevati nianse, ki se pojavljajo v praksi, in ne uporabljati samo znanih formul, ki delujejo v "idealnih" pogojih.
Če imate vprašanja o temi članka ali lahko dopolnite to gradivo z zanimivimi informacijami, prosimo, pustite svoje komentarje v spodnjem bloku.