Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Расчетный ток формула: Способ расчета показателя силы тока при выборе нужного сечения проводов

Содержание

Способ расчета показателя силы тока при выборе нужного сечения проводов

Наша компания предоставляет услуги по разработке электропроекта в квартирах. Мы подготовили для Вас эту статью с полезной информацией. Надеемся, что Вам она пригодится.

В течение реализации электропроекта, чтобы вычислить возможную потерю напряжения, необходимо обязательно знать такие величины, как нагрузка и длина всех отдельных участков в сети. Только после этого можно будет непосредственно начинать проектирование расположения электрической сети. С имеющимися показателями составляется расчетная схема. Она различна для 3-фазных сетей и 1-фазных.

В первом случае вычисленная нагрузка сети делится на три части, которые распределяются одинаково по 3-м фазам. Однако на практике не всегда получается распределить нагрузку равномерно. Точнее всего это можно сделать с сетями, в которых работают 3-фазные двигатели. Если же в них применяются 1-фазные потребители, то сделать это намного сложнее. Такие сети с 3-фазными двигателями устанавливаются в городских системах снабжения электричеством потребителей.

В них обычно действуют 1-фазные приемники электричества, поэтому в расчете нагрузки, поделенной на три равные части, всегда есть небольшие отклонения. Но во время проектирования устанавливаются равные части показателя нагрузки. Такой подход позволяет упростить процесс проектирования. Обычно делается расчетная схема только на одну линейную часть сети, т.е. на одну фазу. Показатели к остальным фазам берутся, как равносильные. В схеме обозначаются дополнительно места монтирования плавких предохранителей и аппаратов защиты сети от возможных сбоев и аварийных ситуаций.

Кроме всего этого во время проектирования электрической сети нужно обязательно учитывать особенность плана здания и разреза его помещений. Это необходимо потому, что в некоторых помещениях ранее уже была установлена электропроводка. На ней обычно указываются электротоки и мощность подключаемых приборов, в число которых входят розетки, осветительные приборы и т.п.

Способ расчета силы тока во время составления проекта базируется на уже существующем плане жилого населенного пункта или производственного предприятия.

На нем обозначаются все точки включения разных групп электроприемников. Это могут быть отдельные дома, или просто знания производственного предприятия. При отсутствии такого плана невозможно сделать точный проект проектирования электросети. От этого в последующем зависит качество проведения электромонтажных работ.

На схеме длина отдельного участка электросети помечается согласно выбранному масштабу плана в целом. Если же чертежа нет, то тогда длины отдельных участков сети помечаются в реальном размере. Только в таком случае можно составить проект электросети без погрешностей.

Когда записывается расчетная схема электросети, соблюдать масштабирование, при нанесении на нее участков сети, не обязательно. Главное, чтобы верно были нанесены участки соединения отрезков электросети.

Рисунок A

На рисунке А показан пример схемы электрической линии наружного монтажа. По ней доставляется ток в населенный пункт силой в 380/220В. На ней начерчены участки сети, которые измеряются в метрах. Они располагаются, как слева, так и сверху. Показана и нагрузка с помощью стрелок вправо и вниз. На них указаны расчетные мощности. Их измеряют в киловаттах. На приведенном примере схемы главной, магистральной линией является отрезок АБВ. От него идут ответвления. Это отрезки ВЕ, БД, ВГ.

Вычисление расчетных мощностей электросети

Вычисление расчетных мощностей электросети (нагрузок) достаточно сложная работа. Она выполняется, как при создании проекта «с нуля», так и во время реконструкции объекта и его сетей. Каждый из подключенных приборов (люстра, телевизор, холодильник и т.д.) берут от сети определенное номинальное число мощности при заданном номинальном значении напряжения на зажимах. Данная мощность берется за расчетную величину для конкретного приемника электричества. Потом осуществляется определение значения расчетной мощности для электродвигателя сети. Данная работа намного сложнее, чем предыдущая. Полученный верный результат зависит от крутящегося момента. Он связан с двигателем подключаемых механизмов, в число которых входят вентилятор, станок и транспортер. Вычисленная номинальная мощность помечается на корпусе двигателя. Данный показатель отличается от фактически существующей мощности. Получается, что, например, нагрузка токарного станка число не константное. Оно меняется от толщины стружки, которая снимается с детали, а также от размера объекта обработки.

Вычисление расчетной мощности двигателя является трудной задачей еще и потому, что в ходе работы следует принимать во внимание количество возможно подсоединенных приемников электричества. А это играет важную роль в ходе проведения электромонтажных работ.

Примером тому выступает высчитывание нагрузки для электросети, которая предназначена для обеспечения энергией мастерской. Там функционируют тридцать электрических двигателей. Часть из них всегда работают без остановки. К ним относят двигатели вентиляторов. А вот двигатели станков работают в режиме с определенными перерывами. Часть из них вообще функционируют с неполной нагрузкой. Поэтому расчетная мощность сети в этой ситуации признается за переменную величину. Всегда берется данное значение с запасом, т.е. максимальный показатель. После определяется максимальный средний показатель за промежуток времени, равный тридцати минутам.

Формула расчета мощности электрических приемников, определяемой в кВт.

Р = Кс х Ру

Кc – коэффициент, показывающий величину спроса при максимально возможной нагрузке. Данный показатель рассчитывается при максимальном числе приемников. Если определяется коэффициент двигателя, то необходимо обязательно рассчитывать нагрузку приемников каждого в отдельности.

Py – мощность определенной группы электрических приемников, которая узнается путем сложения номинальной мощности всех приемников. Рассчитывается в кВт.

Вычисление показателя расчетного тока электрической линии, как для одного приемника, так и для группы.

Когда предстоит задача отобрать диаметр сечения электрического прибора, тогда нужно обязательно выяснить и размер расчетного тока. Определяется два показателя. Один базируется на показателе плотности, а другой на условиях нагревания.

Формула вычисления расчетного тока 3-х фазного электрического приемника.

Где Р – нагрузка приемника, рассчитываемая в кВт.

Un- величина номинального напряжения приемника в комплекте с зажимами. Определяется, как величина линейного, межфазного напряжения в сети
Cos ? - константная величина мощности приемника.

Выше представленная формула используется для расчета мощности тока из группы однофазных или 3-х фазных приемников. Ко всему этому прилагается условие того, все имеющиеся приемники подсоединяются в одинаковых размерах к каждой отдельной фазе из трех возможных. Есть же специальная формула расчета мощности для 1-фазного приемника или нескольких, образующих группу, подсоединенных только к одной фазе 3-фазной сети.

Uнф – значение номинального напряжения каждого отдельного приемника, которое равно показателю фазного напряжения сети. В этом месте и осуществляется подсоединение приемников. Вычисляется значение в ваттах.

Cos ? - константная величина мощности приемника. Для лампочек света и нагревательных приборов данное значение равно единице. Это делает процесс расчета быстрее и проще. 

Вычисление тока по существующей расчетной схеме электросети

Для примера берем электросеть небольшого жилого поселка. Она изображена на рисунке А. На нем расчетная нагрузка каждого отдельного дома, которая присоединяется к общей линии электросети, изображается с помощью стрелок. В конце стрелки написано значение, высчитанное в киловаттах. Чтобы создать проект проведения электричества в жилой поселок и отобрать необходимый диаметр сечения проводов, нужно вычислить нагрузку на все имеющиеся участки.

Расчет производится на базе первого закона Кирхгофа. Он говорит, что для любой точки электросети общая сумма поступающих токов может быть равна суммарному значению всех выходящих токов. Этот закон используется только для расчета нагрузок, выраженных в киловаттах.

Пример

Требуется найти наилучший, с точки зрения оптимальности, вариант распределения нагрузки по разным участкам электрической линии. Так на участке, длина которого равна восьмидесяти метров, в самой завершающей точке Г, где происходит вход его в общую сеть, нагрузка равна девяти киловаттам. На ответвлении в сорок метров нагрузка уже рассчитывается путем сложения нагрузок от домов, примыкающих к конечной точке ответвления ВГ. Т.е. 9+6=15 кВт. Чуть далее, на расстоянии в пятьдесят метров, нагрузка в точке В уже равна сумме трех показателей, а именно 15+4+5=24 кВт.

Таким же способом происходит расчет и всех оставшихся участков электросети. Чтобы сделать работу проще и быстрее, все вышеперечисленные значения указываются в строго определенном порядке. На рисунке А величины длины участков электролинии отмечаются в порядке слева и сверху, а нагрузка – справа и снизу. И наконец, любое проектирование электросети обязательно должно учитывать токи в электроустановочных зданиях, где происходит утечка.

Задание

Например, в ситуации с мастерской, 4-хпроводная электролиния, характеризуемая напряжением в 380/220В, осуществляет питание 30 электрических двигателей. Получается, что сумма мощностей равна сорока восьми киловаттам. Т.е. Py1 = 48 кВт. Сумма мощностей лампочек для света равна двум киловаттам. Ру2 = 2 кВт. Константное значение на спрос для осветительной и силовой нагрузки равно соответственно Кс2=0,9 и Кс1=0,35. Среднее константное значение мощности для всей в целом установки равно cos ф=0,75. Вопрос: вычислить расчетный ток электролинии.

Решение

Сначала производим расчет нагрузки электрических двигателей.

P1 = 0,35 х 48 =16,8 кВт

Далее рассчитываем расчетную нагрузку для осветительных приборов.

Р2=0,9 х 2=1,8 кВт.

Теперь считаем конечную сумму мощностей.

Р= 16,8 + 1,8= 18,6 кВт.

Итого, расчетный ток вычисляем по формуле

Вычислив приблизительное значение расчетного тока, можно проверить правильность создания проекта прокладывания электросети и проведения монтажных работ.

формулы расчета на 220в и 380в

Включение потребителей в бытовые или промышленные электрические сети с использованием кабеля меньшей мощности, чем это необходимо, может вызвать серьезные негативные последствия. В первую очередь это приведет к постоянному срабатыванию автоматических выключателей или перегоранию плавких предохранителей. При отсутствии защиты питающий провод или кабель может перегореть. В результате перегрева изоляция оплавляется, а между проводами возникает короткое замыкание. Чтобы избежать подобных ситуаций, необходимо заранее выполнить расчет тока по мощности и напряжению, в зависимости от имеющейся однофазной или трехфазной электрической сети.

Для чего нужен расчет тока

Расчет величины тока по мощности и напряжению выполняется еще на стадии проектирования электрических сетей объекта. Полученные данные позволяют правильно выбрать питающий кабель, к которому будут подключаться потребители. Для расчетов силы тока используется значение напряжения сети и полной нагрузки электрических приборов. В соответствии с величиной силы тока выбирается сечение жил кабелей и проводов.

Если все потребители в доме или квартире известны заранее, то выполнение расчетов не представляет особой сложности. В дальнейшем проведение электромонтажных работ значительно упрощается. Таким же образом проводятся расчеты для кабелей, питающих промышленное оборудование, преимущественно электрические двигатели и другие механизмы.

Расчет тока для однофазной сети

Измерение силы тока производится в амперах. Для расчета мощности и напряжения используется формула I = P/U, в которой P является мощностью или полной электрической нагрузкой, измеряемой в ваттах. Данный параметр обязательно заносится в технический паспорт устройства. U – представляет собой напряжение рассчитываемой сети, измеряемое в вольтах.

Взаимосвязь силы тока и напряжения хорошо просматривается в таблице:

Электрические приборы и оборудование

Потребляемая мощность (кВт)

Сила тока (А)

Стиральные машины

2,0 – 2,5

9,0 – 11,4

Электрические плиты стационарные

4,5 – 8,5

20,5 – 38,6

Микроволновые печи

0,9 – 1,3

4,1 – 5,9

Посудомоечные машины

2,0 – 2,5

9,0 – 11,4

Холодильники, морозильные камеры

0,14 – 0,3

0,6 – 1,4

Электрический подогрев полов

0,8 – 1,4

3,6 – 6,4

Мясорубка электрическая

1,1 – 1,2

5,0 – 5,5

Чайник электрический

1,8 – 2,0

8,4 – 9,0

Таким образом, взаимосвязь мощности и силы тока дает возможность выполнить предварительные расчеты нагрузок в однофазной сети. Таблица расчета поможет подобрать необходимое сечение провода, в зависимости от параметров.

Диаметры жил проводников (мм)

Сечение жил проводников (мм2)

Медные жилы

Алюминиевые жилы

Сила тока (А)

Мощность (кВт)

Сила (А)

Мощность (кВт)

0,8

0,5

6

1,3

0,98

0,75

10

2,2

1,13

1,0

14

3,1

1,38

1,5

15

3,3

10

2,2

1,6

2,0

19

4,2

14

3,1

1,78

2,5

21

4. 6

16

3,5

2,26

4,0

27

5,9

21

4,6

2,76

6,0

34

7,5

26

5,7

3,57

10,0

50

11,0

38

8,4

4,51

16,0

80

17,6

55

12,1

5,64

25,0

100

22,0

65

14,3

Расчет тока для трехфазной сети

В случае использования трехфазного электроснабжения вычисление силы тока производится по формуле: I = P/1,73U, в которой P означает потребляемую мощность, а U – напряжение в трехфазной сети. 1,73 является специальным коэффициентом, применяемым для трехфазных сетей.

Так как напряжение в этом случае составляет 380 вольт, то вся формула будет иметь вид: I = P/657,4.

Точно так же, как и в однофазной сети, диаметр и сечение проводников можно определить с помощью таблицы, отражающей зависимости этих параметров от различных нагрузок.

Диаметры жил проводников (мм)

Сечение жил проводников (мм2)

Медные жилы

Алюминиевые жилы

Сила тока (А)

Мощность (кВт)

Сила (А)

Мощность (кВт)

0,8

0,5

6

2,25

0,98

0,75

10

3,8

1,13

1,0

14

5,3

1,38

1,5

15

5,7

10

3,8

1,6

2,0

19

7,2

14

5,3

1,78

2,5

21

7,9

16

6,0

2,26

4,0

27

10,0

21

7,9

2,76

6,0

34

12,0

26

9,8

3,57

10,0

50

19,0

38

14,0

4,51

16,0

80

30,0

55

20,0

5,64

25,0

100

38,0

65

24,0

В некоторых случаях расчет тока по напряжению и мощности следует проводить с учетом полной реактивной мощности, присутствующей в электродвигателях, сварочном и другом оборудовании. Для таких устройств коэффициент мощности будет равен 0,8.

Как рассчитать мощность тока

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.

Как рассчитать мощность, силу тока и напряжение: принципы и примеры расчета для бытовых условий

Расчет электрического тока по мощности: формулы, онлайн расчет, выбор автомата

Проектируя электропроводку в помещении, начинать надо с расчета силы тока в цепях. Ошибка в этом расчете может потом дорого обойтись. Электрическая розетка может расплавиться под действием слишком сильного для нее тока.

Если ток в кабеле больше расчетного для данного материала и сечения жилы, проводка будет перегреваться, что может привести к расплавлению провода, обрыва или короткого замыкания в сети с неприятными последствиями, среди которых необходимость полной замены электропроводки – еще не самое плохое.

Знать силу тока в цепи надо и для подбора автоматических выключателей, которые должны обеспечивать адекватную защиту от перегрузки сети.

Обратите внимание

Если автомат стоит с большим запасом по номиналу, к моменту его срабатывания оборудование может уже выйти из строя.

Но если номинальный ток автоматического выключателя меньше тока, возникающего в сети при пиковых нагрузках, автомат будет доводить до бешенства, постоянно обесточивая помещение при включении утюга или чайника.

Формула расчета мощности электрического тока

Согласно закону Ома, сила тока(I) пропорциональна напряжению(U) и обратно пропорциональна сопротивлению(R), а мощность(P) рассчитывается как произведение напряжения и силы тока. Исходя из этого, ток в участке сети рассчитывается: I = P/U.

В реальных условиях в формулу добавляется еще одна составляющая и формула для однофазной сети приобретает вид:

где U для трехфазной сети принимается 380 В, cos φ – это коэффициент мощности, отражающий соотношение активной и реактивной составляющих сопротивления нагрузки.

Для современных блоков питания реактивная компонента незначительна, величину cos φ можно принимать равной 0,95. Исключение составляют мощные трансформаторы (например, сварочные аппараты) и электродвигатели, они имеют большое индуктивное сопротивление.

В сетях, где планируется подключение подобных устройств, максимальную силу тока следует рассчитывать с использованием коэффициента cos φ, равного 0,8 или рассчитать силу тока по стандартной методике, а потом применить повышающий коэффициент 0,95/0,8 = 1,19.

Подставив действующие значения напряжения 220 В/380 В и коэффициента мощности 0,95, получаем I = P/209 для однофазной сети и I = P/624 для трехфазной сети, то есть в трехфазной сети при одинаковой нагрузке ток втрое меньше.

Важно

Никакого парадокса тут нет, так как трехфазная проводка предусматривает три фазных провода, и при равномерной нагрузке на каждую из фаз она делится натрое.

Поскольку напряжение между каждым фазным и рабочим нулевым проводами равно 220 В, можно и формулу переписать в другом виде, так она нагляднее: I = P/(3*220*cos φ).

Подбираем номинал автоматического выключателя

Применив формулу I = P/209, получим, что при нагрузке с мощностью 1 кВт ток в однофазной сети будет 4,78 А. Напряжение в наших сетях не всегда равно в точности 220 В, поэтому не будет большой ошибкой силу тока считать с небольшим запасом как 5 А на каждый киловатт нагрузки.

Сразу же видно, что в удлинитель, промаркированный «5 А», утюг мощностью 1,5 кВт включать не рекомендуется, так как ток будет в полтора раза превышать паспортную величину.

А еще сразу можно «проградуировать» стандартные номиналы автоматов и определить, на какую нагрузку они рассчитаны:

  • 6 А – 1,2 кВт;
  • 8 А – 1,6 кВт;
  • 10 А – 2 кВт;
  • 16 А – 3,2 кВт;
  • 20 А – 4 кВт;
  • 25 А – 5 кВт;
  • 32 А – 6,4 кВт;
  • 40 А – 8 кВт;
  • 50 А – 10 кВт;
  • 63 А – 12,6 кВт;
  • 80 А – 16 кВт;
  • 100 А – 20 кВт.

С помощью методики «5 ампер на киловатт» можно оценить силу тока, возникающую в сети при подключении бытовых устройств. Интересуют пиковые нагрузки на сеть, поэтому для расчета следует использовать максимальную потребляемую мощность, а не среднюю. Эта информация содержится в документации на изделия.

Вряд ли стоит самому рассчитывать этот показатель, суммируя паспортные мощности компрессоров, электродвигателей и нагревательных элементов, входящих в устройство, так как есть еще такой показатель, как коэффициент полезного действия, который придется оценивать умозрительно с риском сильно ошибиться.

При проектировании электропроводки в квартире или загородном доме не всегда доподлинно известны состав и паспортные данные электрооборудования, которое будет подключаться, но можно воспользоваться ориентировочными данными обычных для нашего быта электроприборов:

  • электросауна (12 кВт) — 60 А;
  • электроплита (10 кВт) — 50 А;
  • варочная панель (8 кВт) — 40 А;
  • электроводонагреватель проточный (6 кВт) — 30 А;
  • посудомоечная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
  • стиральная машина (2,5 кВт) — 12,5 А;
  • джакузи (2,5 кВт) — 12,5 А;
  • кондиционер (2,4 кВт) — 12 А;
  • СВЧ-печь (2,2 кВт) — 11 А;
  • электроводонагреватель накопительный (2 кВт) — 10 А;
  • электрочайник (1,8 кВт) — 9 А;
  • утюг (1,6 кВт) — 8 А;
  • солярий (1,5 кВт) — 7,5 А;
  • пылесос (1,4 кВт) — 7 А;
  • мясорубка (1,1 кВт) — 5,5 А;
  • тостер (1 кВт) — 5 А;
  • кофеварка (1 кВт) — 5 А;
  • фен (1 кВт) — 5 А;
  • настольный компьютер (0,5 кВт) — 2,5 А;
  • холодильник (0,4 кВт) — 2 А.

Потребляемая мощность осветительных приборов и бытовой электроники невелика, в целом суммарную мощность осветительных приборов можно оценить в 1,5 кВт и автомата на 10 А на группу освещения достаточно. Бытовая электроника подключается к тем же розеткам, что и утюги, дополнительные мощности резервировать для нее нецелесообразно.

Если просуммировать все эти токи, цифра получается внушительная. На практике, возможности подключения нагрузки ограничивает величина выделенной электрической мощности, для квартир с электрической плитой в современных домах она составляет 10 -12 кВт и на квартирном вводе стоит автомат номиналом 50 А.

И эти 12 кВт надо распределить, учитывая то, что самые мощные потребители сосредоточены на кухне и в ванной комнате. Проводка будет доставлять меньше поводов для беспокойства, если разбить ее на достаточное количество групп, каждая со своим автоматом.

Для электроплиты (варочной панели) делается отдельный ввод с автоматом на 40 А и устанавливается силовая розетка с номинальным током 40 А, ничего больше туда подключать не надо. Для стиральной машины и другого оборудования ванной комнаты делается отдельная группа, с автоматом соответствующего номинала.

Эту группу обычно защищают УЗО с номинальным током на 15% большим, чем номинал автоматического выключателя. Отдельные группы выделяют для освещения и для настенных розеток в каждой комнате.

На расчет мощностей и токов придется потратить некоторое время, но можно быть уверенным, что труды не пропадут даром. Грамотно спроектированная и качественно смонтированная электропроводка – залог комфорта и безопасности вашего жилища.

Онлайн расчет мощности тока для однофазной и трехфазной сети

Источник: http://remontnichok.ru/elektrichestvo/raschet-elektricheskogo-toka-po-moshchnosti-formuly-onlayn-raschet-vybor-avtomata

Как рассчитать мощность по току и напряжению?

При проектировании любых электрических цепей выполняется расчет мощности. На его основе производится выбор основных элементов и вычисляется допустимая нагрузка.

Если расчет для цепи постоянного тока не представляет сложности (в соответствии с законом Ома, необходимо умножить силу тока на напряжение – Р=U*I), то с вычислением мощности переменного тока – не все так просто.

Для объяснения потребуется обратиться к основам электротехники, не вдаваясь в подробности, приведем краткое изложение основных тезисов.

Полная мощность и ее составляющие

В цепях переменного тока расчет мощности ведется с учетом законов синусоидальных изменений напряжения и тока. В связи с этим введено понятие полной мощности (S), которая включает в себя две составляющие: реактивную (Q) и активную (P).  Графическое описание этих величин можно сделать через треугольник мощностей (см. рис.1).

Под активной составляющей (Р) подразумевается мощность полезной нагрузки (безвозвратное преобразование электроэнергии в тепло, свет и т.д.). Измеряется данная величина в ваттах (Вт), на бытовом уровне принято вести расчет в киловаттах (кВт), в производственной сфере – мегаваттах (мВт).

Реактивная составляющая (Q) описывает емкостную и индуктивную электронагрузку в цепи переменного тока, единица измерения этой величины Вар.

Рис. 1. Треугольник мощностей (А) и напряжений (В)

В соответствии с графическим представлением, соотношения в треугольнике мощностей можно описать с применением элементарных тригонометрических тождеств, что дает возможность использовать следующие формулы:

  • S = √P2+Q2, – для полной мощности;
  • и Q = U*I*cos⁡ φ , и P = U*I*sin φ  – для реактивной и активной составляющих.

Эти расчеты применимы для однофазной сети (например, бытовой 220 В), для вычисления мощности трехфазной сети (380 В) в формулы необходимо добавить множитель – √3  (при симметричной нагрузке) или суммировать мощности всех фаз (если нагрузка несимметрична).

Для лучшего понимания процесса воздействия составляющих полной мощности давайте рассмотрим «чистое» проявление нагрузки в активном, индуктивном и емкостном виде.

Активная нагрузка

Возьмем гипотетическую схему, в которой используется «чистое» активное сопротивление и соответствующий источник переменного напряжения. Графическое описание работы такой цепи продемонстрировано на рисунке 2, где отображаются основные параметры для определенного временного диапазона (t).

Рисунок 2. Мощность идеальной активной нагрузки

Мы можем увидеть, что напряжение и ток синхронизированы как по фазе, так и частоте, мощность же имеет удвоенную частоту. Обратите внимание, что направление этой величины положительное, и она постоянно возрастает.

Емкостная нагрузка

Как видно на рисунке 3, график  характеристик емкостной нагрузки несколько отличается от активной.

Рисунок 3. График идеальной емкостной нагрузки

Частота колебаний емкостной мощности вдвое превосходит частоту синусоиды изменения напряжения. Что касается суммарного значения этого параметра, в течение одного периода гармоники оно равно нулю.

При этом увеличения энергии (∆W) также не наблюдается. Такой результат указывает, что ее перемещение происходит в обоих направлениях цепи. То есть, когда увеличивается напряжение, происходит накопление заряда в емкости.

При наступлении отрицательного полупериода накопленный заряд разряжается в контур цепи.

В процессе накопления энергии в емкости нагрузки и последующего разряда не производится полезной работы.

Индуктивная нагрузка

Представленный ниже график демонстрирует характер «чистой» индуктивной нагрузки. Как видим, изменилось только направление мощности, что касается наращения, оно равно нулю.

График идеальной емкостной нагрузки

Негативное воздействие реактивной нагрузки

В приведенных выше примерах рассматривались варианты, где присутствует «чистая» реактивная нагрузка. Фактор воздействия активного сопротивления в расчет не принимался.

В таких условиях реактивное воздействие равно нулю, а значит, можно не принимать его во внимание. Как вы понимаете, в реальных условиях такое невозможно.

Даже, если гипотетически такая нагрузка бы существовала, нельзя исключать сопротивление медных или алюминиевых жил кабеля, необходимого для ее подключения к источнику питания.

Реактивная составляющая может проявляться в виде нагрева активных компонентов цепи, например, двигателя, трансформатора, соединительных проводов, питающего кабеля и т.д. На это тратится определенное количество энергии, что приводит к снижению основных характеристик.

Реактивная мощность воздействует на цепь следующим образом:

  • не производит ни какой полезной работы;
  • вызывает серьезные потери и нештатные нагрузки на электроприборы;
  • может спровоцировать возникновение серьезной аварии.

Именно по этому, производя соответствующие вычисления для электроцепи, нельзя исключать фактор влияния индуктивной и емкостной нагрузки и, если необходимо, предусматривать использование технических систем для ее компенсации.

Расчет потребляемой мощности

В быту часто приходится сталкиваться с вычислением потребляемой мощности, например, для проверки допустимой нагрузки на проводку перед подключением ресурсоемкого электропотребителя (кондиционера, бойлера, электрической плиты и т.д.).  Также в таком расчете есть необходимость при выборе защитных автоматов для распределительного щита, через который выполняется подключение квартиры к электроснабжению.

В таких случаях расчет мощности по току и напряжению делать не обязательно, достаточно просуммировать потребляемую энергию всех приборов, которые могут быть включены одновременно. Не связываясь с расчетами, узнать эту величину для каждого устройства можно тремя способами:

  1. обратившись к технической документации устройства;
  2. посмотрев это значение на наклейке задней панели;Потребляемая мощность прибора часто указывается на тыльной стороне
  3. воспользовавшись таблицей, где указано среднее значение потребляемой мощности для бытовых приборов.

Таблица значений средней потребляемой мощности

При расчетах следует учитывать, что пусковая мощность некоторых электроприборов может существенно отличаться от номинальной.

Для бытовых устройств этот параметр практически никогда не указывается в технической документации, поэтому необходимо обратиться к соответствующей таблице, где содержатся средние значения параметров стартовой мощности для различных приборов (желательно выбирать максимальную величину).

Источник: https://www.asutpp.ru/raschet-moshhnosti-po-toku-i-naprjazheniju.html

Как рассчитать мощность по току и напряжению?

Любой из элементов электрической сети является материальным объектом определенной конструкции. Но его особенность состоит в двойственном состоянии. Он может быть как под электрической нагрузкой, так и обесточен.

Если электрического подключения нет, целостности объекта ничто не угрожает.

Но при присоединении к источнику электропитания, то есть при появлении напряжения (U) и электротока, неправильная конструкция элемента электросети может стать для него фатальной, если напряжение и электроток приведут к выделению тепла.

Далее из статьи наши читатели получат информацию о том, как правильно сделать расчет мощности по току и напряжению, чтобы электрические цепи работали исправно и продолжительно.

Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении

Наиболее простым получается расчет мощности электрических цепей на постоянном электротоке. Для их участков справедлив закон Ома, в котором задействовано только приложенное U, и сопротивление. Чтобы рассчитать силу тока I, U делится на сопротивление R:

I=U/R ,

причем искомая сила тока именуется амперами.

А поскольку электрическая мощность Р для такого случая — это произведение U и силы электротока, она так же легко, как и электроток, вычисляется по формуле:

P=U*I ,

причем искомая мощность нагрузки именуется ваттами.

Все компоненты этих двух формул характерны для постоянного электротока и называются активными. Напоминаем нашим читателям, что закон Ома, позволяющий выполнить расчет силы тока, весьма многообразен по своему отображению.

Совет

Его формулы учитывают особенности физических процессов, соответствующих природе электричества. А при постоянном и переменном U они протекают существенно отличаясь. Трансформатор на постоянном U — это абсолютно бесполезное устройство.

Также как синхронные и асинхронные движки.

Принцип их функционирования заключен в изменяющемся магнитном поле, создаваемом элементами электрических цепей, обладающими индуктивностью. А такое поле появляется только как следствие переменного U и соответствующего ему переменного тока.

Но электричеству свойственно также и накопление зарядов в элементах электрических цепей. Это явление называется электрической емкостью и лежит в основе конструкции конденсаторов.

Параметры, связанные с индуктивностью и емкостью, называют реактивными.

Расчет мощности в цепях переменного электротока

Поэтому, чтобы определить ток по мощности и напряжению как в обычной электросети 220 В, так и в любой другой, где используется переменное U, потребуется учесть несколько активных и реактивных параметров.

Для этого применяется векторное исчисление. В результате отображение рассчитываемой мощности и U имеет вид треугольника. Две стороны его — это активная и реактивная составляющие, а третья — их сумма.

Например, полная мощность нагрузки S, именуемая вольт-амперами.

Реактивная составляющая называется варами. Зная величины сторон для треугольников мощности и U, можно выполнить расчет тока по мощности и напряжению. Как это сделать, поясняет изображение двух треугольников, показанное далее.

Треугольники мощности и напряжения

Для измерения мощности применяются специальные приборы. Причем их многофункциональных моделей совсем мало.

Это связано с тем, что для постоянного электротока, а также в зависимости от частоты используется соответствующий конструктивный принцип измерителя мощности.

По этой причине прибор, предназначенный для измерения мощности в цепях переменного электротока промышленной частоты, на постоянном электротоке или на повышенной частоте будет показывать результат с неприемлемой погрешностью.

Лабораторный ваттметрЩитовой ваттметр

У большинства наших читателей выполнение того или иного вычисления с использованием величины мощности скорее всего происходит не с измеренным значением, а по паспортным данным соответствующего электроприбора.

При этом можно легко рассчитать ток для определения, например, параметров электропроводки или соединительного шнура. Если U известно, а оно в основном соответствует параметрам электросети, расчет тока по мощности сводится к получению частного от деления мощности и U.

Полученный таким способом расчетный ток определит сечение проводов и тепловые процессы в электрической цепи с электроприбором.  

Обратите внимание

Но вполне закономерен вопрос, как рассчитать ток нагрузки при отсутствии каких-либо сведений о ней? Ответ следующий. Правильный и полный расчет тока нагрузки, запитанной переменным U, возможен на основании измеренных данных.

Они должны быть получены с применением прибора, который замеряет фазовый сдвиг между U и электротоком в цепи. Это фазометр. Полный расчет мощности тока даст активную и реактивную составляющие.

Они обусловлены углом φ, который показан выше на изображениях треугольников.

Лабораторный фазометрЩитовой фазометр

Используем формулы

Этот угол и характеризует фазовый сдвиг в цепях переменного U, содержащих индуктивные и емкостные элементы. Чтобы рассчитывать активные и реактивные составляющие, используются тригонометрические функции, применяющиеся в формулах. Перед тем как посчитать результат по этим формулам, надо, используя калькуляторы или таблицы Брадиса, определить sin φ и cos φ. После этого по формулам

я вычислю искомый параметр электрической цепи.

Но следует учесть то, что каждый из параметров, рассчитанный по этим формулам, из-за U, постоянно изменяющегося по законам гармонических колебаний, может принимать либо мгновенное, либо среднеквадратичное, либо промежуточное значение.

Три формулы, показанные выше, справедливы при среднеквадратичных значениях силы электротока и U. Каждое из двух остальных значений является результатом расчетной процедуры с использованием другой формулы, учитывающей ход времени t:

Но и это еще не все нюансы. Например, для линий электропередачи применяются формулы, в которых фигурируют волновые процессы. И выглядят они по-другому. Но это уже совсем другая история…  

Источник: https://domelectrik.ru/elektrosnabzhenie/bezopasnost/raschet-moshchnosti

Формула мощности электрического тока, расчет по мощности и напряжению

Для того, чтобы обеспечить безопасность при эксплуатации промышленных и бытовых электрических приборов, необходимо правильно вычислить сечение питающей проводки и кабеля. Ошибочный выбор сечения жил кабеля может привести из-за короткого замыкания к возгоранию проводки и к возникновению пожара в здании.

Что такое мощность (Р) электротока

Электрическая мощность является физической величиной, характеризующей скорость преобразования или передачи электрической энергии. Единицей измерения по Международной системе единиц (СИ) является ватт, в нашей стране обозначается Вт, международное обозначение — W.

Что влияет на мощность тока

На мощность (Р) влияет величина силы тока и величина приложенного напряжения. Расчет параметров электроэнергии выполняется еще на стадии проектирования электрических сетей объекта.

Полученные данные позволяют правильно выбрать питающий кабель, к которому будут подключаться потребители. Для расчетов силы электротока используется значения напряжения сети и полной нагрузки электрических приборов.

В соответствии с величиной силы электротока выбирается сечение жил кабелей и проводов.

Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении

Ведем обозначения электрических величин, которые приняты в нашей стране:

  • Р − активная мощность, измеряется в ваттах, обозначается Вт;
  • Q − реактивная мощность, измеряется в вольт амперах реактивных, обозначается ВАр;
  • S − полная мощность, измеряется в вольт амперах, обозначается ВА;
  • U − напряжение, измеряется в вольтах, обозначается ВА;
  • I − ток, измеряется в амперах, обозначается А;
  • R − сопротивление, измеряется в омах, обозначается Ом.

Назовем основные отличия P на постоянном и Q на переменном электротоке. Расчет P на постоянном электротоке получается наиболее простым. Для участков электрической цепи справедлив закон Ома. В этом законе задействованы только величина приложенного U (напряжения) и величина сопротивления R.

Расчет S (полной мощности) на переменном электротоке производится несколько сложнее. Кроме P, имеется Q и вводится понятие коэффициента мощности. Алгебраически складывая активную P и реактивную Q, получают общую S.

По какой формуле вычисляется

Расчет силы тока по мощности и напряжению в сети постоянного тока

Для расчета силы I (тока), надо величину U (напряжения) разделить на величину сопротивления.

Расчет силы тока по мощности и напряжению:

I = U ÷ R

Измеряется в амперах.

Для такого случая электрическую Р (активную мощность) можно посчитать как произведение силы электрического I на величину U.

Формула расчета мощности по току и напряжению:

P = U × I

Все компоненты в этих двух формулах характерны для постоянного электротока и их называют активными.

Исходя из этих двух формул, можно вывести также еще две формулы, по которым можно узнавать P:

P = I2 × R

P = U2 ÷ R

Однофазные нагрузки

В однофазных сетях переменного электротока требуется произвести вычисление отдельно для Р и Q нагрузки, затем надо при помощи векторного исчисления их сложить.

В скалярном виде это будет выглядеть так:

S = √P2 + Q2

В результате расчет P, Q, S имеет вид прямоугольного треугольника. Два катета этого треугольника представляют собой P и Q составляющие, а гипотенуза — их алгебраическую сумму.

S измеряется в вольт-амперах (ВА), Q измеряется в вольт-амперах-реактивных (ВАр), Р измеряется в ваттах (Вт).

Зная величины катетов для треугольников, можно рассчитать коэффициент мощности (cos φ). Как это сделать, показано на изображении треугольника.

Расчет в трехфазной сети

Переменный I (ток) отличается от постоянного по всем параметрам, особенно наличием нескольких фаз. Расчет P в трехфазной нагрузке необходим для правильного определения характеристик подключаемой нагрузки. Трехфазные сети широко применяются в связи с удобством эксплуатации и малыми материальными затратами.

Трехфазные цепи могут соединяться двумя способами – звездой и треугольником. На всех схемах фазы обозначают символами А, В, С. Нейтральный провод обозначают символом N.

При соединении звездой различают два вида U (напряжения) – фазное и линейное. Фазное U определяется как U между фазой и нейтральным проводом. Линейное U определяется как U между двумя фазами.

Эти два U связаны между собой соотношением:

UЛ = UФ × √3

Линейные и фазные электротоки при соединении звездой равны друг другу: IЛ = IФ

Форма расчета S при соединении звездой:

S = SA + SB + SC = 3 × U × I

Активная P:

Р = 3 × Uф × Iф × cosφ

Реактивная Q:

Q = √3 × Uф × Iф × sinφ.

При соединении треугольником фазное и линейное U равны друг другу: UЛ = UФ

Линейный I при соединении треугольником определяется по формуле:

IЛ = IФ × √3

Формулы мощности электрического тока при соединении треугольником:

  • S = 3 × Sф = √3 × Uф × Iф;
  • Р = √3 × Uф × Iф × cosφ;
  • Q = √3 × Uф × Iф × sinφ.

Средняя P в активной нагрузке

В электрических сетях P измеряют при помощи специального прибора – ваттметра. Схемы подключения находятся в зависимости от способа подключения нагрузки.

При симметричной нагрузке P измеряется в одной фазе, а полученный результат умножают на три. В случае несимметричной нагрузки для измерения потребуется три прибора.

Параметры P электросети или установки являются важными данными электрического прибора. Данные по потреблению P активного типа передаются за определенный период времени, то есть передается средняя потребляемая P за расчетный период времени.

Подбор номинала автоматического выключателя

Автоматические выключатели защищают электрические аппараты от токов короткого замыкания и перегрузок.

При аварийном режиме они обесточивают защищаемую цепь при помощи теплового или электромагнитного механизма расцепления.

Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины с различными коэффициентами теплового расширения. Если номинальный ток превышен, пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления.

Важно

У электромагнитного расцепителя имеется соленоид с подвижным сердечником. При превышении заданного I, в катушке увеличивается электромагнитное поле, сердечник втягивается в катушку соленоида, в результате чего срабатывает механизм расцепления.

Минимальный I, при котором тепловой расцепитель должен сработать, устанавливается с помощью регулировочного винта.

Ток срабатывания у электромагнитного расцепителя при коротком замыкании равен произведению установленного срабатывания на номинальный электроток расцепителя.

Видео о законах электротехники

Из следующего видео можно узнать, что такое электричество, мощность электрического тока. Даны примеры практического применения законов электротехники.

Источник: https://vdome.club/materialy/raschety/formula-moschnosti.html

Расчет мощности

Главная > Теория > Расчет мощности

Современная структура общества такова, что на бытовом и промышленном уровне повсеместно используется электроэнергия. Генераторные установки, вырабатывающие электроэнергию, преобразующие подстанции работают для того, чтобы передать ее потребителям на бытовые электрические приборы и промышленные электроустановки.

Общая схема передачи электроэнергии потребителям с учетом мощностей

Что такое мощность электроэнергии

В электросетях, по которым передается энергия, существует ряд основных параметров, которые обязательно учитываются при проектировании и эксплуатации электроустановок.

Одним из таких показателей является электрическая мощность, под этим подразумевается способность электроустановки генерировать, передавать или преобразовывать определенную величину электроэнергии за определенный период времени.

Преобразованием считается процесс изменения электрической энергии в тепло, механические движения или другой вид энергии. Чтобы сделать расчет мощности, надо знать, как минимум, величины тока, напряжения и ряда других параметров.

Расчет тока и напряжения, мощности иногда не делают, а измеряют параметры на месте. Но такая возможность не всегда предоставляется.

Надо знать, как рассчитать мощность, когда цепь обесточена, при проектировании электроустановок, уметь пользоваться таблицей законов Ома и рассчитать силу тока по известным значениям параметров.

Рассчитывать мощность нагрузки и ток нагрузки приходится для того, чтобы правильно выбрать сечение проводов в цепи, величину тока срабатывания для защитных автоматов и других нужд.

Законы Ома наглядно показывают, как посчитать ток по мощности и напряжению

Совет

Физический смысл электрической мощности в цепях переменного и постоянного тока одинаковый, но от условий нагрузки в цепи мощность может выражаться разными соотношениями. Для стандартизации закономерности явлений вводится понятие мгновенное значение, что указывает на зависимость скорости преобразований электроэнергии от фактора времени.

Электрическая мощность – это величина, выражающая скорость преобразования энергии электричества в другой вид энергии, обозначается буквой «Р».

Мгновенное значение электрической мощности

Определение – электрическая мощность тесно связана с другими параметрами цепи, током и напряжением, при изменении величины одного из них изменяются другие. Поэтому показания мощности фиксируются в короткий промежуток времени – ∆t.

Расчет мощности трехфазной сети

Напряжение в данном случае обозначают буквой «U» – это выражает разность потенциалов зарядов, перемещенных электрическим полем из одной точки в другую за промежуток времени ∆t.

Сила тока обозначается буквой «I» – это поток, переносимый магнитным полем зарядов, другими словами заряд, перенесенный во временной интервал ∆t.

Исходя из этих определений, просматривается пропорциональная зависимость между этими параметрами:

Р = UxI.

При расчетах можно учитывать зависимость мощности от сопротивления нагрузки «R». По законам Ома для участка цепи с постоянным током мощность выражается как:

Р = I2xR или P = U2|R.

Если поставить в схему питания амперметр и вольтметр, то не придется думать, как вычислить силу тока.

Обратите внимание! Амперметр ставится последовательно в цепь по отношению к сопротивлению нагрузки, а вольтметр – параллельно.

В качестве источника питания используется аккумулятор, как нагрузка установлен прожектор. В данном случае не делается расчет силы тока, параллельно нагрузке подключен вольтметр, для измерения напряжения в Вольтах. Амперметр подключается последовательно для измерения тока в Амперах. Зная показания напряжения и тока по формулам, показанным выше, легко рассчитывается мощность.

Для участков цепи с переменным током формулы расчетов сложнее – необходимо учитывать характер нагрузки.

Расчеты мощности для электроцепей переменного тока

Переменный ток и напряжение имеют синусоидальный вид, при различных нагрузках происходит смещение фазы между ними на определенный угол. По этой причине направление тока иногда может быть противоположным, от нагрузки к источнику питания.

Это бывает в электродвигателях, когда обмотка начинает генерировать энергию, это негативно сказывается на эффективности работы оборудования, снижается мощность.

При большом количестве потребителей в электросети характер нагрузки имеет смешанный вид, в идеале выделяют три типа нагрузки:

  • Активная нагрузка, ее представляют такие электроприборы, как лампы накаливания, нагревательные тэны, спиральные электроплиты;
  • Емкостная нагрузка – это конденсаторы в оборудовании различного назначения;
  • Индуктивная нагрузка представлена катушками в электродвигателях, обмотках электромагнитов, дросселями и трансформаторами, другими приборами, где ток протекает через обмотки.

Емкостные и индуктивные виды выделяют как реактивную энергию в электросетях. Зная вид нагрузки, расчет потребляемой мощности делается точнее.

Расчет мощности в цепи с активной нагрузкой

Это классический случай в однофазной сети 220 В, в качестве нагрузки можно использовать обычные резисторы. Мощность рассчитывается как произведение действующих значений тока и напряжения, умноженное на соsϕ. В данном случае ϕ – угол смещения между фазами тока и напряжения.

Р = UI cos ϕ

График зависимости мощности по току и напряжению при активной нагрузке

Из графика можно узнать, что колебания тока и напряжения одинаковы по частоте и фазе, мощность всегда положительная с частотой в два раза больше.

Активная электрическая мощность характеризует процесс преобразования в сетях с переменным током энергии в тепло, механические движения, излучение света, в любой вид другой энергии. Измеряется активная нагрузка в Вт, кВт.

Расчет реактивной мощности

Как найти мощность в цепях с индуктивной и емкостной нагрузками? Это делается аналогичным образом. Расчет потребляемой мощности, как и в случае с активной нагрузкой, означает, что действующие напряжение и ток перемножаются, и результат умножается на sin ϕ. Где ϕ – угол сдвига фаз тока и напряжения.

Р = UI sin ϕ

Диаграмма, показывающая взаимосвязь параметров цепи при индуктивной нагрузке

График показывает, что мощность может принимать отрицательные значения, в этот момент энергия отдается в сторону источника питания, фактически она бесполезна и расходуется на нагрев.

Реактивная составляющая энергии характеризует работу нагрузки в виде электронного оборудования, электротехнических схем, моторов с наличием емкостной и индуктивной нагрузки. Единица измерения реактивной мощности при подсчете измеряется в Вар, это (Вольт-Ампер реактивный), обозначается буквой «Q».

Треугольник, отображающий отношение мощностей в сети

Зависимость мощности в цепи переменного тока от реактивной и активной составляющих с учетом угла сдвига фаз хорошо отображается на диаграмме, которую называют треугольником мощностей.

Формула расчета полной мощности обозначается буквой «S»

В этом случае учитывается полный импеданс рассчитываемой мощности электрического тока (комплексное сопротивление нагрузки).

Обратите внимание

Тем, кому вычислением заниматься сложно даже на калькуляторе, можно воспользоваться онлайн калькуляторами на сайте https://www.fxyz.ru с вычислением мощности в цепях с различной нагрузкой.

Вычисляется все мгновенно, достаточно заполнить таблицу с исходными параметрами. Когда такой калькулятор под рукой, я вычислю быстро нужные мне параметры.

Видео

Источник: https://elquanta. ru/teoriya/raschet-moshhnosti.html

Расчет мощности по току и напряжению, схема и таблицы

Чтобы обезопасить себя при работе с бытовыми электроприборами, необходимо в первую очередь правильно вычислить сечение кабеля и проводки. Потому-что если будет неправильно выбран кабель, это может привести к короткому замыканию, из за чего может произойти возгорание в здание, последствия могут быть катастрофическими.

Это правило относиться и к выбору кабеля для электродвигателей.

Расчёт мощности по току и напряжению

Данный расчет происходит по факту мощности, проделывать его необходимо еще до начала проектирование своего жилища (дома, квартиры).

  • Из этого значение  зависят кабеля питающие приборы которые подключены к электросети.
  • По формуле можно вычислить силу тока, для этого понадобиться взять точное напряжение сети и нагрузку питающихся приборов. Ее величина дает нам понять площадь сечение жил.

Если вам известны все электроприборы, которые в будущем должны питаться от сети, тогда можно легко сделать расчеты для схемы электроснабжение. Эти же расчеты можно выполнять и для производственных целей.

Однофазная сеть напряжением 220 вольт

Формула силы тока I (A — амперы):

I=P/U

Где P — это электрическая полная нагрузка (ее обозначение обязательно указывается в техническом паспорте данного устройства), Вт — ватт;

U — напряжение электросети, В (вольт).

В таблице представлены стандартные нагрузки электроприборов и потребляемый ими ток (220 В).

На рисунке вы можете видет схему устройства электроснабжение дома при однофазном подключении к сети 220 вольт.

Схема приборов при однофазном напряжении

Как и показано на рисунке, все потребители должны быть подключены к соответствующим автоматам и счетчику, далее к общему автомату который будет выдерживать общею нагрузку дома. Кабель который будет доводит ток, должен выдерживать нагрузку всех подключенных бытовых приборов.

В таблице ниже показана скрытая проводка при однофазной схеме подключение жилища для подбора кабеля при напряжении 220 вольт.

Как и показано в таблице, сечение жил зависит и от материала из которого изготовлен.

Трёхфазная сеть напряжением 380 В

В трехфазном электроснабжении сила тока рассчитывается по следующей формуле:

I = P /1,73 U

P — потребляемая мощность в ватах;

U — напряжение сети в вольтах.

В техфазной схеме элетропитания 380 В, формула имеет следующий вид:

I = P /657, 4

Если к дому будет проводиться трехфазная сеть 380 В, то схема подключения будет иметь следующий вид.

В таблице ниже представлена схема сечения жил в питающем кабеле при различной нагрузке при трехфазном напряжении 380 В для скрытой проводки.

Для дальнейшего расчета питания в цепях нагрузки, характеризующейся большой реактивной полной мощностью, что характерно применению электроснабжения в промышленности:

  • электродвигатели;
  • индукционные печи;
  • дроссели приборов освещения;
  • сварочные трансформаторы.

Это явление в обязательном порядке необходимо учитывать при дальнейших расчетах. В более мощных электроприборах нагрузка идет гораздо больше, поэтому в расчетах коэффициент мощности принимают 0,8.

При подсчете нагрузки на бытовые приборы запас мощности нужно брать 5%. Для электросети этот процент становит 20%.

Источник: https://DomStrouSam.ru/raschet-moshhnosti-po-toku-i-napryazheniyu-shema-i-tablitsyi/

Расчет тока по мощности и напряжению

Источник: https://electric-220.ru/news/raschet_toka_po_moshhnosti_i_naprjazheniju/2016-09-29-1074

Расчет мощности электрического тока — формула

Подключение к бытовой или промышленной электрической сети потребителя, мощность которого больше той, на которую рассчитан кабель или провод чревато самыми неприятными, а порой и катастрофическими, последствиями. При правильной организации электропроводки внутри жилого помещения будут постоянно срабатывать автоматические выключатели или перегорать плавкие предохранители (пробки).

Если защита выполнена неправильно или вообще отсутствует, это может привести:

  • к перегоранию питающего провода или кабеля;
  • оплавлению изоляции и короткому замыканию между проводами;
  • перегреву медных или алюминиевых кабельных жил провода и пожару.

Поэтому перед подключение потребителя к электросети желательно знать не только его паспортную электрическую мощность, но и потребляемый от сети ток.

Расчет потребляемой мощности

Формула расчета мощности по току и напряжению знакома еще из школьного курса физики. Расчет мощности электрического тока (в ваттах) для однофазной сети проводится по выражению:

  • в котором U – напряжение в вольтах
  • I – ток в амперах;
  • Cosφ – коэффициент мощности, зависящий от характера нагрузки.

Может возникнуть вопрос – а зачем нужна формула расчета мощности по току, когда ее можно узнать из паспорта подключаемого устройства? Определение электрических параметров, включая мощность и потребляемый ток необходим на стадии проектирования электропроводки. По максимальному току, протекающему в сети определяется сечение провода или кабеля. Для расчета тока по мощности можно использовать преобразованную формулу:

Коэффициент мощности зависит от типа нагрузки (активная или реактивная). При бытовых расчетах его величину рекомендуется принимать равной 0,90…0,95. Однако при подключении электроплит, обогревателей, ламп накаливания, нагрузка которых считается активной этот коэффициент можно считать равным 1.

Вышеприведенные формулы расчета мощности по току и напряжению можно использовать для однофазной сети напряжением 220,0 вольт. Для трехфазной сети они имеют несколько модифицированный вид.

Расчет мощности трехфазных потребителей

Определение потребляемой мощности для трехфазной сети имеет свою специфику. Формула расчёта мощности электрического тока трехфазных бытовых потребителей имеет вид:

а величину тока можно рассчитать по выражению:

Особенности расчета

Вышеприведенные формулы предназначены для упрощенных бытовых расчетов. При определении действующих параметров необходимо учитывать реальное подключение.

Характерный пример – расчет потребляемой мощности от аккумулятора. Так как ток в цепи протекает постоянный, то коэффициент мощности не учитывается, так как характер нагрузки не влияет на потребляемую мощность.

И для активных и реактивных потребителей его значение принимают равным 1,0.

Вторым нюансом, который следует учитывать пи проведении бытовых электрических расчетов – реальное значение напряжения. Не секрет, что в сельской местности сетевое напряжение может колебаться в достаточно широких пределах. Поэтому пи использовании расчетных формул в них необходимо подставлять реальные значения параметров.

Еще сложнее задача расчета трехфазных потребителей. При определении протекающего тока в сети необходимо дополнительно учитывать вид подключения — «звезда» или «треугольник».

Расчет силы тока онлайн калькулятор

(Не целые числа вводим через точку. Например: 0.5)

Источник: https://mydesigninfo.ru/raschet-moshhnosti-elektricheskogo-toka/

Как рассчитать силу тока – практические советы для домашнего электрика

Проводка

10.04.2017

15.7 тыс.

10.5 тыс.

5 мин.

Для подбора кабеля, сечения проводов, выключателей защиты, следует вычислить силу тока. Проводка, автоматы с неверно подобранными показателями опасны: может случиться замыкание и пожар.

Говоря об электроприборах, сети, прежде всего упоминают о напряжении. Его величина указывается в вольтах (В), обозначается U. Показатель напряжения зависит от нескольких факторов:

  • материала проводки;
  • сопротивления прибора;
  • температуры.

Один из главных показателей электричества — напряжение

Различают виды напряжения – постоянное и переменное. Постоянное, если на один конец цепи поступает отрицательный потенциал, на другой – положительный. Самый доступный пример постоянного напряжения – батарейка. Нагрузку подключают, соблюдая полярность, иначе можно повредить устройство. Постоянный ток невозможно без потерь передать на значительные расстояния.

Переменный ток возникает, когда постоянно меняется его полярность. Количество изменений называют частотой, измеряется в герцах. Переменные напряжения возможно передавать очень далеко.

Используют экономически выгодные трехфазные сети: в них минимальные потери электроэнергии. Они выполнены четырьмя проводами: три фазных и нулевой. Если посмотреть на линию электропередач, увидим 4 провода между столбами.

От них к дому подводят два – фазный ток 220 В. Если подключить 4 провода, потребитель получит линейный ток 380 В.

Характеристика электричества не ограничивается напряжением. Важна сила тока в амперах (А), обозначение – латинская I.  В любом месте цепи она одинакова. Для измерения служат амперметр, миллиамперметр, мультиметр. Ток бывает очень большой, тысячи ампер, и маленький – миллионные части ампер. Малую силу измеряют миллиамперами.

Амперметр служит для измерения силы тока

Движение электричества по любому материалу вызывает сопротивление. Оно выражается омами (Ом), обозначается R или r. Сопротивление зависимо от сечения и материала проводника.

Чтобы охарактеризовать сопротивление разных материалов, употребляется термин удельное сопротивление. Медь характеризуется меньшим сопротивлением, чем алюминий: 0,017 и 0,03 Ом соответственно.

Совет

У короткого провода сопротивление меньше, чем у длинного. Толстый провод отличается от толстого меньшим сопротивлением.

Характеристика любого прибора содержит указания мощности (ватты (В) или киловатты (кВт). Мощность обозначают P, зависит от напряжения и тока. Из-за сопротивления проводки энергия частично теряется – от источника требуется ток больше необходимого.

При двух известных величинах всегда можно найти третью. Для вычислений наиболее часто пользуются законом Ома с тремя величинами: силой тока, напряженим, сопротивлением: I=U/R.

Он применяется для цепи с нагрузкой из ТЭНов, лампочек, резисторов, имеющих активное сопротивление.

Если  имеются катушки, конденсаторы, это уже реактивное сопротивление, обозначают X.  Катушки создают индуктивное (XL), конденсаторы – емкостное сопротивление (XC). Сила тока рассчитывается с применением формулы, в основе которой также закон Ома: I=U/X.

Прежде определяют индуктивное и емкостное сопротивления, они вместе составляют реактивное сопротивление (C+L).

Индуктивное вычисляется: XC=1/2πfC. Для расчета емкостного используем формулу XL=2πfL.

Формулы содержат обозначения, требующие объяснения: π=3,14, f – это частота. По ним вычисляется ток, если имеется катушка или конденсатор.

Прокладывая электропроводку, предварительно следует узнать силу тока. Ошибки чреваты неприятностями – проводка, розетки плавятся. Если он фактически превышает расчетный, проводка нагревается, плавится, происходит обрыв или замыкание. Ее приходится менять, но это не самое неприятное – возможен и пожар.

При монтаже проводки необходимо знать силу тока

Обратите внимание

Ток сети для практических потребностей находят, зная мощность приборов: I=P/U, где P – мощность потребителя. В реальности учитывается коэффициент мощности – cos φ. Для однофазной сети: I = P/(U∙cos φ),

трехфазной – I = P/(1,73∙U∙cos φ).

Для одной фазы U принимают 220, для трех – 380. Коэффициент большинства приборов 0,95. Если подключают электродвигатель, сварку, дроссель, коэффициент 0,8. Подставляя 0,95, для однофазной сети выходит:

I = P/209, трехфазной – I = P/624. Если коэффициент 0,8, для двух проводов: I = P/176, для четырех: I = P/526.

Трехфазный ток меньше втрое, нагрузка распределяется поровну между фазами. Подсчитывая нагрузку, предусматривают запас 5%, для двигателей, сварочных агрегатов – 20%.

Приборы иногда используют одновременно. Чтобы вычислить нагрузку, суммируют токи устройств. Подход возможен, если они имеют схожий коэффициент мощности. Для потребителей с разными коэффициентами используют средний показатель. Иногда к трехфазной  системе подключают однофазные и трехфазные изделия. Вычисляя ток, складывают все нагрузки.

Ток, протекающий по проводке, нагревает ее. Степень нагрева зависит от его силы и сечения проводки. Правильно подобранный греется несильно. Если ток имеет большую силу, проводка недостаточное сечение, она сильно нагревается, изоляция плавится, возможен пожар. Для правильного подбора сечения пользуются таблицами ПУЭ.

Сечение провода и сила тока определяют степень нагрева проводки

Предположим, требуется подключить электрокотел 5 кВт. Используем медный трехжильный кабель в рукаве. Проводим вычисления: 5000/220 = 22,7. Подходящее значение в таблице 27 А, сечение 4 мм2, диаметр – 2,3 мм. Сечение всегда выбирают с небольшим запасом для полной гарантии. Теперь есть уверенность, что провода не перегреются, не загорятся.

Для защиты сети пользуются плавкими предохранителями. Они работают так, что при некоторой силе тока предохранитель плавится и разрывает цепь. Поэтому гвоздь или первый попавшийся медный провод вместо предохранителя использовать нельзя, когда-нибудь это приведет к серьезным проблемам. Если нужного предохранителя нет, используют медный провод подходящего диаметра, пользуясь таблицей.

Важно

Плавкие предохранители постепенно уходят, им на смену пришли автоматические выключатели. Выбрать их не так просто, как кажется. Допустим, проводка рассчитана на 22 А, ближайший автомат на 25 А.

Значит, ставить его? Оказывается, нет. Обозначение С25 вовсе не значит, что при 26 амперах он разорвет цепь. Даже если нагрузка превысит значение в полтора раза, он моментально не отключит сеть.

Нагреется и сработает минуты через две.

Ставить нужно автомат меньшего номинала. Ближайший – С16. Он может отключить сеть при 17 А и при 24, и никто не скажет, сколько времени пройдет. На срабатывание влияет много факторов. Устройство имеет две защиты – электромагнитную и тепловую. Электромагнитная защита отключает сеть за 0,2 секунды при значительной перегрузке.

Еще один вид устройств отключения – УЗО. Он лишен тепловой и электромагнитной защиты. Указанный номинал служит, чтобы определять ток, который выдержит УЗО без повреждений. Так что логично после УЗО поставить автомат на максимальный ток. Существуют приборы защиты, представляющие симбиоз автомата с УЗО – дифавтоматы.

Источник: http://obustroen.ru/inghenernye-sistemy/elektrichestvo/provodka/kak-rasschitat-silu-toka. html

Содержание:

Включение потребителей в бытовые или промышленные электрические сети с использованием кабеля меньшей мощности, чем это необходимо, может вызвать серьезные негативные последствия. В первую очередь это приведет к постоянному срабатыванию автоматических выключателей или перегоранию плавких предохранителей.

При отсутствии защиты питающий провод или кабель может перегореть. В результате перегрева изоляция оплавляется, а между проводами возникает короткое замыкание.

Чтобы избежать подобных ситуаций, необходимо заранее выполнить расчет тока по мощности и напряжению, в зависимости от имеющейся однофазной или трехфазной электрической сети.

Для чего нужен расчет тока

Расчет величины тока по мощности и напряжению выполняется еще на стадии проектирования электрических сетей объекта.

Полученные данные позволяют правильно выбрать питающий кабель, к которому будут подключаться потребители.

Важно

Для расчетов силы тока используется значение напряжения сети и полной нагрузки электрических приборов. В соответствии с величиной силы тока выбирается сечение жил кабелей и проводов.

Если все потребители в доме или квартире известны заранее, то выполнение расчетов не представляет особой сложности. В дальнейшем проведение электромонтажных работ значительно упрощается. Таким же образом проводятся расчеты для кабелей, питающих промышленное оборудование, преимущественно электрические двигатели и другие механизмы.

Расчет тока для однофазной сети

Измерение силы тока производится в амперах. Для расчета мощности и напряжения используется формула I = P/U, в которой P является мощностью или полной электрической нагрузкой, измеряемой в ваттах. Данный параметр обязательно заносится в технический паспорт устройства. U – представляет собой напряжение рассчитываемой сети, измеряемое в вольтах.

Взаимосвязь силы тока и напряжения хорошо просматривается в таблице:

Электрические приборы и оборудование Потребляемая мощность (кВт) Сила тока (А)
Стиральные машины 2,0 – 2,5 9,0 – 11,4
Электрические плиты стационарные 4,5 – 8,5 20,5 – 38,6
Микроволновые печи 0,9 – 1,3 4,1 – 5,9
Посудомоечные машины 2,0 – 2,5 9,0 – 11,4
Холодильники, морозильные камеры 0,14 – 0,3 0,6 – 1,4
Электрический подогрев полов 0,8 – 1,4 3,6 – 6,4
Мясорубка электрическая 1,1 – 1,2 5,0 – 5,5
Чайник электрический 1,8 – 2,0 8,4 – 9,0

Таким образом, взаимосвязь мощности и силы тока дает возможность выполнить предварительные расчеты нагрузок в однофазной сети. Таблица расчета поможет подобрать необходимое сечение провода, в зависимости от параметров.

Диаметры жил проводников (мм) Сечение жил проводников (мм2) Медные жилы Алюминиевые жилы
Сила тока (А) Мощность (кВт) Сила (А) Мощность (кВт)
0,8 0,5 6 1,3
0,98 0,75 10 2,2
1,13 1,0 14 3,1
1,38 1,5 15 3,3 10 2,2
1,6 2,0 19 4,2 14 3,1
1,78 2,5 21 4.6 16 3,5
2,26 4,0 27 5,9 21 4,6
2,76 6,0 34 7,5 26 5,7
3,57 10,0 50 11,0 38 8,4
4,51 16,0 80 17,6 55 12,1
5,64 25,0 100 22,0 65 14,3

Расчет тока для трехфазной сети

В случае использования трехфазного электроснабжения вычисление силы тока производится по формуле: I = P/1,73U, в которой P означает потребляемую мощность, а U – напряжение в трехфазной сети. 1,73 является специальным коэффициентом, применяемым для трехфазных сетей.

Так как напряжение в этом случае составляет 380 вольт, то вся формула будет иметь вид: I = P/657,4.

Точно так же, как и в однофазной сети, диаметр и сечение проводников можно определить с помощью таблицы, отражающей зависимости этих параметров от различных нагрузок.

Диаметры жил проводников (мм) Сечение жил проводников (мм2) Медные жилы Алюминиевые жилы
Сила тока (А) Мощность (кВт) Сила (А) Мощность (кВт)
0,8 0,5 6 2,25
0,98 0,75 10 3,8
1,13 1,0 14 5,3
1,38 1,5 15 5,7 10 3,8
1,6 2,0 19 7,2 14 5,3
1,78 2,5 21 7,9 16 6,0
2,26 4,0 27 10,0 21 7,9
2,76 6,0 34 12,0 26 9,8
3,57 10,0 50 19,0 38 14,0
4,51 16,0 80 30,0 55 20,0
5,64 25,0 100 38,0 65 24,0

В некоторых случаях расчет тока по напряжению и мощности следует проводить с учетом полной реактивной мощности, присутствующей в электродвигателях, сварочном и другом оборудовании. Для таких устройств коэффициент мощности будет равен 0,8.

Как рассчитать мощность тока

Калькулятор расчёта тока нагрузки для выбора автоматического выключателя

С помощью данного калькулятора Вы можете рассчитать номинальный ток автоматического выключателя по мощности подключаемых через него электроприборов.

Введите значения в форму ниже: суммарную мощность электрооборудования, тип потребителя и параметры сети (фазность и напряжение).

*Примерные значения коэффициента мощности представлены в таблице:

Бытовые электроприборы Мощность, Вт cos φ
Электроплита 1200 - 6000 1
Обогреватель 500 - 2000 1
Пылесос 500-2000 0,9
Утюг 1000 - 2000 1
Фен 600 - 2000 1
Телевизор 100 - 400 1
Холодильник 150 - 600 0,95
СВЧ-печь 700 - 2000 1
Электрочайник 1500 - 2000 1
Лампы накаливания 60 - 250 1
Люминесцентные лампы 20 - 400 0,95
Бойлер 1500 - 2000 1
Компьютер 350 - 700 0,95
Кофеварка 650 - 1500 1
Стиральная машина 1500 - 2500 0,9
Электроинструмент Мощность, Вт cos φ
Электродрель 400 - 1000 0,85
Болгарка 600 - 3000 0,8
Перфоратор 500 - 1200 0,85
Компрессор 700 - 2500 0,7
Электромоторы 250 - 3000 0,7 - 0,8
Вакуумный насос 1000 - 2500 0,85
Электросварка (дуговая) 1800 - 2500 0,3 - 0,6

Расчет номинального тока электродвигателя | Заметки электрика

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Решил написать статью о расчете номинального тока для трехфазного электродвигателя.

Этот вопрос является актуальным и кажется на первый взгляд не таким и сложным, но почему-то в расчетах зачастую возникают ошибки.

В качестве примера для расчета я возьму трехфазный асинхронный двигатель АИР71А4 мощностью 0,55 (кВт).

Вот его внешний вид и бирка с техническими данными.

Если двигатель Вы планируете подключать в трехфазную сеть 380 (В), то значит его обмотки нужно соединить по схеме «звезда», т.е. на клеммнике необходимо соединить выводы V2, U2 и W2 между собой с помощью специальных перемычек.

При подключении этого двигателя в трехфазную сеть напряжением 220 (В) его обмотки необходимо соединить треугольником, т.е. установить три перемычки: U1-W2, V1-U2 и W1-V2.

Если же Вы решите подключить этот двигатель в однофазную сеть 220 (В), то его обмотки также должны быть соединены треугольником.

Для информации: почитайте подробную статью о схемах соединения обмоток в «звезду» и «треугольник».

Для правильного выбора автоматического выключателя (или предохранителей) и тепловых реле для защиты двигателя, а также для выбора контактора для его управления, в первую очередь нам нужно знать номинальный ток двигателя для конкретной схемы соединения обмоток.

Обычно, номинальные токи указаны прямо на бирке, поэтому можно смело ориентироваться на них. Но иногда циферки не видны или стерты, а известна только лишь мощность двигателя или другие его параметры.

Такое очень часто встречается, но еще чаще бирка вообще отсутствует или так затерта, что на ней абсолютно ничего не видно — приходится только догадываться, что там изображено.

Но это отдельный случай и что делать в таких ситуациях, я расскажу Вам в ближайшее время.

В данной же статье я хочу акцентировать Ваше внимание на формулу по расчету тока двигателя, потому что даже не все «специалисты» ее знают, хотя может и знают, но не хотят вспомнить основы электротехники.

Итак, приступим.

Внимание! Мощность на шильдике двигателя указывается не электрическая, а механическая, т.е. полезная механическая мощность на валу двигателя. Об этом отчетливо говорится в действующем ГОСТ Р 52776-2007, п.5.5.3:

Полезную механическую мощность обозначают, как Р2.

Чаще всего мощность двигателя указывают не в ваттах (Вт), а в киловаттах (кВт). Для тех кто забыл, читайте статью о том, как перевести ватты в киловатты и наоборот.

Еще реже, на бирке указывают мощность в лошадиных силах (л.с.), но такого я ни разу еще не встречал на своей практике. Для информации: 1 (л.с.) = 745,7 (Ватт).

Но нас интересует именно электрическая мощность, т.е. мощность, потребляемая двигателем из сети. Активная электрическая мощность обозначается, как Р1 и она всегда будет больше механической мощности Р2, т.к. в ней учтены все потери двигателя.

1. Механические потери (Рмех.)

К механическим потерям относятся трение в подшипниках и вентиляция.  Их величина напрямую зависит от оборотов двигателя, т.е. чем выше скорость, тем больше механические потери.

У асинхронных трехфазных двигателей с фазным ротором еще учитываются потери между щетками и контактными кольцами. Более подробно об устройстве асинхронных двигателей Вы можете почитать здесь.

2. Магнитные потери (Рмагн.)

Магнитные потери возникают в «железе» магнитопровода. К ним относятся потери на гистерезис и вихревые токи при перемагничивании сердечника.

Величина магнитных потерь в статоре зависит от частоты перемагничивания его сердечника. Частота всегда постоянная и составляет 50 (Гц).

Магнитные потери в роторе зависят от частоты перемагничивания ротора. Эта частота составляет 2-4 (Гц) и напрямую зависит от величины скольжения двигателя. Но магнитные потери в роторе имеют малую величину, поэтому в расчетах чаще всего не учитываются.

3. Электрические потери в статорной обмотке (Рэ1)

Электрические потери в обмотке статора вызваны их нагревом от проходящих по ним токам. Чем больше ток, чем больше нагружен двигатель, тем больше электрические потери — все логично.

4. Электрические потери в роторе (Рэ2)

Электрические потери в роторе аналогичны потерям в статорной обмотке.

5. Прочие добавочные потери (Рдоб.)

К добавочным потерям можно отнести высшие гармоники магнитодвижущей силы, пульсацию магнитной индукции в зубцах и прочее. Эти потери очень трудно учесть, поэтому их принимают обычно, как 0,5% от потребляемой активной мощности Р1.

Все Вы знаете, что в двигателе электрическая энергия преобразуется в механическую. Если объяснить чуть подробнее, то при подведенной к двигателю электрической активной мощности Р1, некоторая ее часть затрачивается на электрические потери в обмотке статора и магнитные потери в магнитопроводе. Затем остаточная электромагнитная мощность передается на ротор, где она расходуется на электрические потери в роторе и преобразуется в механическую мощность. Часть механической мощности уменьшается за счет механических и добавочных потерь. В итоге, оставшаяся механическая мощность — это и есть полезная мощность Р2 на валу двигателя.

Все эти потери и заложены в единственный параметр — коэффициент полезного действия (КПД) двигателя, который обозначается символом «η» и определяется по формуле:

η = Р2/Р1

Кстати, КПД примерно равен 0,75-0,88 для двигателей мощностью до 10 (кВт) и 0,9-0,94 для двигателей свыше 10 (кВт).

Еще раз обратимся к данным, рассматриваемого в этой статье двигателя АИР71А4.

На его шильдике указаны следующие данные:

  • тип двигателя АИР71А4
  • заводской номер № ХХХХХ
  • род тока — переменный
  • количество фаз — трехфазный
  • частота питающей сети 50 (Гц)
  • схема соединения обмоток ∆/Y
  • номинальное напряжение 220/380 (В)
  • номинальный ток при треугольнике 2,7 (А) / при звезде 1,6 (А)
  • номинальная полезная мощность на валу Р2 = 0,55 (кВт) = 550 (Вт)
  • частота вращения 1360 (об/мин)
  • КПД 75% (η = 0,75)
  • коэффициент мощности cosφ = 0,71
  • режим работы S1
  • класс изоляции F
  • класс защиты IP54
  • название предприятия и страны изготовителя
  • год выпуска 2007

Расчет номинального тока электродвигателя

В первую очередь необходимо найти электрическую активную потребляемую мощность Р1 из сети по формуле:

Р1 = Р2/η = 550/0,75 = 733,33 (Вт)

Величины мощностей подставляются в формулы в ваттах, а напряжение — в вольтах. КПД (η) и коэффициент мощности (cosφ) — являются безразмерными величинами.

Но этого не достаточно, потому что мы не учли коэффициент мощности (cosφ), а ведь двигатель — это активно-индуктивная нагрузка, поэтому для определения полной потребляемой мощности двигателя из сети воспользуемся формулой:

S = P1/cosφ = 733,33/0,71 = 1032,85 (ВА)

Найдем номинальный ток двигателя при соединении обмоток в звезду:

Iном = S/(1,73·U) = 1032,85/(1,73·380) = 1,57 (А)

Найдем номинальный ток двигателя при соединении обмоток в треугольник:

Iном = S/(1,73·U) = 1032,85/(1,73·220) = 2,71 (А)

Как видите, получившиеся значения равны токам, указанным на бирке двигателя.

Для упрощения, выше приведенные формулы можно объединить в одну общую. В итоге получится:

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η)

Поэтому, чтобы определить номинальный ток двигателя, необходимо в данную формулу подставлять механическую мощность Р2, взятую с бирки, с учетом КПД и коэффициента мощности (cosφ), которые указаны на той же бирке или в паспорте на электродвигатель.

Перепроверим формулу.

Ток двигателя при соединении обмоток в звезду:

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 550/(1,73·380·0,71·0,75) = 1,57 (А)

Ток двигателя при соединении обмоток в треугольник:

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 550/(1,73·220·0,71·0,75) = 2,71 (А)

Надеюсь, что все понятно.

Примеры

Решил привести еще несколько примеров с разными типами двигателей и мощностями. Рассчитаем их номинальные токи и сравним с токами, указанными на их бирках.

1. Асинхронный двигатель 2АИ80А2ПА мощностью 1,5 (кВт)

Как видите, этот двигатель можно подключить только в трехфазную сеть напряжением 380 (В), т.к. его обмотки собраны в звезду внутри двигателя, а в клеммник выведено всего три конца, поэтому:

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 1500/(1,73·380·0,85·0,82) = 3,27 (А)

Полученный ток 3,27 (А) соответствует номинальному току 3,26 (А), указанному на бирке.

2. Асинхронный двигатель АОЛ2-32-4 мощностью 3 (кВт)

Данный двигатель можно подключать в трехфазную сеть напряжением, как на 380 (В) звездой, так и на 220 (В) треугольником, т.к. в клеммник у него выведено 6 концов:

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 3000/(1,73·380·0,83·0,83) = 6,62 (А) — звезда

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 3000/(1,73·220·0,83·0,83) = 11,44 (А) — треугольник

Полученные значения токов при разных схемах соединения обмоток соответствуют номинальным токам, указанных на бирке.

3. Асинхронный двигатель АИРС100А4 мощностью 4,25 (кВт)

Аналогично, предыдущему.

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 4250/(1,73·380·0,78·0,82) = 10,1 (А) — звезда

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 4250/(1,73·220·0,78·0,82) = 17,45 (А) — треугольник

Расчетные значения токов при разных схемах соединения обмоток соответствуют номинальным токам, указанных на шильдике двигателя.

4. Высоковольтный двигатель А4-450Х-6У3 мощностью 630 (кВт)

Этот двигатель можно подключить только в трехфазную сеть напряжением 6 (кВ). Схема соединения его обмоток — звезда.

Iном = P2/(1,73·U·cosφ·η) = 630000/(1,73·6000·0,86·0,947) = 74,52 (А)

Расчетный ток 74,52 (А) соответствует номинальному току 74,5 (А), указанному на бирке.

Дополнение

Представленные выше формулы это конечно хорошо и по ним расчет получается более точным, но есть в простонародье более упрощенная и приблизительная формула для расчета номинального тока двигателя, которая наибольшее распространение получила среди домашних умельцев и мастеров.

Все просто. Берете мощность двигателя в киловаттах, указанную на бирке и умножаете ее на 2 — вот Вам и готовый результат. Только данное тождество уместно для двигателей 380 (В), собранных в звезду. Можете проверить и поумножать мощности приведенных выше двигателей. Но лично я же настаиваю Вам использовать более точные методы расчета.

P.S. А вот теперь, как мы уже определились с токами, можно приступать к выбору автоматического выключателя, предохранителей, тепловой защиты двигателя и контакторов для его управления. Об этом я расскажу Вам в следующих своих публикациях. Чтобы не пропустить выход новых статей — подписывайтесь на рассылку сайта «Заметки электрика». До новых встреч.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Основные расчетные электротехнические формулы

Электрическое сопротивление материала определяется по формулам:

Электрическое сопротивление, Ом, материала

R = U/I, где U — напряжение, В; I — сила тока, А.

Удельное электрическое сопротивление, Ом·м,

ρ=Rs/l. S – сечение проводника, м² ; l – длина проводника, м.

Под удельным электрическим сопротивлением материала понимают сопротивление проводника длиной 1 м и сечением 1 м² при 20°С.

Величина, обратная удельному сопротивлению, называется проводимостью:

v=1/ρ.

Если вместо сечения проводника S задан его диаметр D, то сечение, м², находят по формуле

S= πD²/4, где π =3,14.

Сопротивление материала зависит от температуры. Если материал нагрет до температуры t°С, то его сопротивление, Ом, при этой температуре равно:

Rt= R0[1 + α (t – t0)],

где R0 – сопротивление при начальной температуре t0°С, Ом; α – температурный коэффициент.

Далее приводятся значения α для различных материалов.

Медь,
алюминий,
вольфрам
0,004
Сталь 0,006
Латунь 0,002

Сопротивление нескольких проводников зависит от способа их соединения. Например, при параллельном соединении сопротивление трех проводников определяется по формуле:

Rоб=R1*R2*R3/(R1R2+R2R3+R3R1)

При последовательном соединении:

Rоб=R1+R2+R3.

Постоянный ток

Постоянный ток применяют для питания устройств связи, транзисторных приборов, стартеров автомобилей, электрокар, а также, для зарядки аккумуляторов.

В качестве источников постоянного тока используют гальванические элементы, солнечные батареи, термоэлектрогенераторы, генераторы постоянного тока.

При параллельном соединении нескольких проводников с током с равными напряжениями:

Iоб = I1+I2+…+In Uоб=U1=U2=…=Un

При последовательном соединении: Iоб = Imin; – где Imin, ток наименьшего по мощности источника тока (генератора, аккумуляторной батареи).

Uоб = U1+U2+…+Un

Основные параметры цепей однофазного переменного тока

Однофазный переменный ток промышленной частоты имеет 50 периодов колебаний в секунду, или 50 Гц. Его применяют для питания небольших вентиляторов, электробытовых приборов, электроинструмента, при электросварке и для питания большинства осветительных приборов.

Частота переменного тока, Гц:

f= 1/T = np/60, где п — частота вращения генератора, мин -1; р – число пар полюсов генератора.

Мощность однофазного переменного тока:

активная, Вт, Ра = IUcosφ;

реактивная, вар, Q = IUsinφ;

кажущаяся, В А, S = IU =√ (P 2α+Q 2)

Если в цепь переменного однофазного тока включено только активное сопротивление (например, нагревательные элементы или электрические лампы), то значение силы тока и мощности в каждый момент времени определяют по закону Ома:

I=U/R; Рa = IU = I²R=U²/R.

Коэффициент мощности в цепи с индуктивной нагрузкой

Cosφ= Рa/IU= Рa/S.

Основные параметры цепей трехфазного переменного тока

Трехфазный переменный ток используют для питания большинства промышленных электроприемников. Частота трехфазного переменного тока 50 Гц.

В трехфазных системах обмотки генератора и электроприемника соединяют по схемам «звезда» или «треугольник». При соединении в звезду концы всех трех обмоток генератора (или электроприемника) объединяют в общую точку, называемую нулевой или нейтралью (рис. 5а).

При соединении в треугольник начало первой обмотки соединяют с концом второй, начало второй обмотки — с концом третьей и начало третьей — с концом первой обмотки (рис. 5б).

Если от генератора отходят только три провода, то такая система называется трехфазной трехпроводной; если от него отходит еще и четвертый нулевой провод, то систему называют трехфазной четырехпроводной.

Трехфазные трехпроводные сети используют для питания трехфазных силовых потребителей, а четырехпроводные сети – для питания преимущественно осветительных и бытовых нагрузок.

В трехфазных системах различают фазные и линейные токи и напряжения. При соединении фаз звездой линейный I и фазный Iφ токи равны:

а напряжение U =√3Uφ

При соединении треугольником

I =√3Iφ

а напряжение U = Uφ.

Мощность переменного трехфазного тока:

генератора:

  • активная, Вт, Рг =√3IUcosφ ,
  • реактивная, вар, Q=√3IUsinφ
  • полная, ВА, S = √3IU.

где φ – угол сдвига фаз между фазным напряжением генератора и током в той же фазе приемника, который равен току в линии при соединении обмоток генератора звездой.

приемника:

  • активная, Вт, Рп =3UφIcosφп=√3 IUcosφп ,
  • реактивная, вар, Q=√3 UφIsinφп=√3 UIsinφ
  • полная, ВА, S = √3UI.

где φ – угол сдвига фаз между фазным напряжением приемника и током в той же фазе приемника, который равен току линейному только при соединении звездой.

Подсчет количества теплоты, выделяемой при протекании электрического тока по проводнику.

Количество теплоты, Дж, выделяемой электрическим током в проводнике,

Q=I²Rt где t — время, с.

При определении теплового действия электрического тока учитывают, что 1 кВт·ч выделяет 864 ккал (3617 кДж).

Если у Вас остались вопросы – обращайтесь к нам, в авторизованный сервисный центр “Эл Ко-сервис” Мы всегда рады помочь Вам в решении возникших у Вас проблем.

Инженерно-технический отдел авторизованного сервисного центра “Эл Ко-сервис”

Калькулятор тока полной нагрузки с уравнениями

Калькулятор тока полной нагрузки рассчитывает ток полной нагрузки для нагрузок однофазного переменного тока, трехфазного 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)
  • В LL : Линейное (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.с. рассчитывается как:

\ (Я = \ Displaystyle \ гидроразрыва {745.7 \ cdot S_ {hp}} {V_ {LN}} \)

Калькулятор трансформатора

- Хорошие калькуляторы

Этот калькулятор трансформатора поможет вам быстро и легко рассчитать первичный и вторичный токи полной нагрузки трансформатора. Он также определяет коэффициент трансформации и тип трансформатора.

Инструкции по эксплуатации:

  1. Выберите количество фаз из раскрывающегося меню
  2. Введите номинал трансформатора и выберите соответствующий блок
  3. Введите первичные и вторичные напряжения трансформатора
  4. Нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы получить результаты.

Формулы трансформатора

В калькуляторе трансформатора используются следующие формулы:

Ток полной нагрузки однофазного трансформатора (А) = кВА × 1000 / В

Ток полной нагрузки трехфазного трансформатора (А) = кВА × 1000 / (1,732 × В)

Где:

кВА = номинал трансформатора (киловольт-амперы),

В = напряжение (вольт).

Передаточное число = N 1 / N 2 = V 1 / V 2 = I 2 / I 1

Где:

N 1 = количество витков на первичной обмотке,

N 2 = количество витков на вторичной обмотке,

В 1 = первичное напряжение,

В 2 = вторичное напряжение,

I 1 = первичный ток,

I 2 = вторичный ток.

Пример: Однофазный трансформатор на 50 кВА имеет первичную обмотку 4000 В и вторичную 400 В. Предполагая идеальный трансформатор, определите (а) первичный и вторичный токи полной нагрузки, (б) коэффициент трансформации трансформатора.

а) В 1 = 4000 В, В 2 = 400 В,

Мощность трансформатора = 50 кВА = В 1 × I 1 = В 2 × I 2

Первичный ток полной нагрузки, I 1 = (50 × 1000/4000) = 12.5 А

Вторичный ток полной нагрузки, I 2 = (50 × 1000/400) = 125 A

b) Передаточное число = N 1 / N 2 = V 1 / V 2 = (4000/400) = 10

Вас также могут заинтересовать наш Калькулятор делителя напряжения или Калькулятор FLA двигателя

Расчет базового тока короткого замыкания | EC&M

Основная электрическая теорема гласит, что величина тока, протекающего через короткое замыкание, зависит от двух переменных величин: напряжения системы и связанного полного сопротивления пути прохождения тока от источника до точки повреждения.

Типичные системные напряжения хорошо знакомы всем нам. Однако связанный полный импеданс пути прохождения тока короткого замыкания требует небольшого пояснения. Этот импеданс обычно включает сопротивление и реактивное сопротивление проводников фидера, любые импедансы трансформаторов (идущие от точки повреждения обратно к источнику энергии) и любое другое оборудование, подключенное на пути прохождения тока.

Рис. 1 представляет собой очень простую однострочную схему со следующим: источник питания, трансформатор и устройство защиты от перегрузки по току (OCPD), имеющее определенный номинал прерывания тока короткого замыкания.

Давайте сначала поговорим об источнике питания. Во многих примерах расчета тока короткого замыкания вы увидите такие ссылки, как «Предположим, что источник питания имеет бесконечную мощность» или «Источник имеет бесконечную шину». Что это означает, и почему так важен выборочный расчет? Все, что говорится, это то, что напряжение источника не имеет внутреннего сопротивления. В результате выборочный расчет становится очень консервативным. Поскольку предполагается, что источник не имеет собственного импеданса, соответствующий ток короткого замыкания будет в худшем случае.

Теперь посмотрим на трансформатор. Импеданс, определяющий величину тока короткого замыкания на его вторичной обмотке, состоит из двух отдельных импедансов: собственного импеданса плюс импеданса вторичных проводников, идущих к точке повреждения. Собственный импеданс трансформатора - это величина его сопротивления протеканию через него тока короткого замыкания.

Теперь у всех трансформаторов есть импеданс, который обычно выражается в процентах напряжения. Это процент от нормального номинального первичного напряжения, которое должно быть приложено к трансформатору, чтобы вызвать протекание номинального тока полной нагрузки по короткозамкнутой вторичной обмотке.Например, если трансформатор 480 В / 120 В имеет импеданс 5%, это означает, что 5% от 480 В или 24 В, приложенных к его первичной обмотке, вызовут ток номинальной нагрузки во вторичной обмотке. Если 5% первичного напряжения вызовут такой ток, то 100% первичного напряжения вызовут 20-кратный (100 деленный на 5) вторичный ток с номинальной полной нагрузкой, который будет проходить через твердое короткое замыкание на его вторичных выводах. Очевидно, что чем ниже импеданс трансформатора с заданным номиналом кВА, тем больше ток короткого замыкания он может выдать.

Для пояснения возьмем еще один пример. Предположим, у нас есть два трансформатора, каждый мощностью 500 кВА. Поскольку они имеют одинаковый номинал, у всех одинаковый номинальный вторичный ток нагрузки. Предположим, что у одного из блоков импеданс 10%. Таким образом, он может подавать 10-кратный (100 деленный на 10) номинальный вторичный ток нагрузки для короткого замыкания на своих вторичных выводах. Теперь предположим, что второй блок имеет импеданс 2%. Это устройство может подавать намного больший кратный номинальный ток вторичной нагрузки при коротком замыкании на его клеммах вторичной обмотки: в 50 раз (100 делится на 2) это значение. Сравнивая оба блока, последний трансформатор может обеспечивать в пять раз больший ток короткого замыкания, чем первый блок.

Пример расчета Теперь, когда мы понимаем основные переменные, которые определяют токи короткого замыкания, давайте выполним пример расчета. Как показано на рис. 2, предположим, что у нас есть простая распределительная система с неисправным состоянием. Для ясности и упрощения предположим, что между вторичной обмоткой трансформатора и местом повреждения пренебрежимо малое сопротивление линии.

Шаг 1. Определите вторичный ток полной нагрузки (IsubS). IsubS = 100000 ВА / 240 В = 417 А

Шаг 2. Определите ток короткого замыкания (IsubSC) на клеммах вторичной обмотки трансформатора по его импедансу. IsubSC * (100% /% ZsubT) x IsubS = (100 / 2,5) * 417 = 16,680A

Следовательно, OCPD должен быть способен безопасно прерывать это количество тока вместе с асимметричным значением тока (обычно это множитель, умноженный на симметричное значение).

Правда, это сильно упрощено. На самом деле при расчете учитываются все импедансы и расстояние до места повреждения относительно трансформатора. Тем не менее, это дает вам представление о том, что входит в анализ тока короткого замыкания.

РАСЧЕТ УСИЛИЙ

KVAR - Нарушение напряжения

Для определения максимальной токовой защиты часто необходимо рассчитать полный ток нагрузки конденсаторной батареи. При вычислении коэффициента мощности конденсатора при полной нагрузке на конденсатор интересно то, что необходимо учитывать множество параметров и переменных.Многие из этих параметров могут быть неизвестны в то время, что необходимо сделать инженерные оценки. Вот некоторые из переменных, определяющих ток конденсаторной батареи:

  • Допуск конденсатора
  • Допуск напряжения
  • Гармоники в системе

КВААР НА КАЛЬКУЛЯТОР AMPS - ТРЕХФАЗНЫЙ

КВАР НА КАЛЬКУЛЯТОР AMPS - ОДНОФАЗНЫЙ

Например, ток конденсатора 25 кВАр может быть рассчитан как 4А для однофазной системы 7200 В с допуском конденсатора 10% и допуском напряжения 5%.

Калькулятор коэффициента мощности

Конденсатор продолжительный ток

Длительный основной ток однофазного конденсатора определяется по формуле:

Длительный основной ток трехфазного конденсатора определяется по формуле:

Блок конденсаторов среднего напряжения 1200 кВАр. Каждый блок рассчитан на 400 кВАр при 7,2 кВ

Для системы, показанной на рисунке выше, конденсаторы рассчитаны на 400 кВАр при 7.2кВ. Отдельные конденсаторы соединены между нейтралью. Линейное напряжение системы составляет 12 470 В. Чистый рейтинг банка составляет 400 * 3 = 1,200кВАр. Чтобы рассчитать ток полной нагрузки, введите 1,200 кВАр в качестве номинального значения, а напряжение - 12 470 В в трехфазном калькуляторе выше. При необходимости примените дополнительные допуски.

Другие факторы, влияющие на постоянный ток конденсатора

Несмотря на то, что ток конденсатора можно рассчитать с помощью приведенных выше уравнений, это не будет очень точным из-за различных других факторов, влияющих на уравнение тока. Каждый из них обсуждается ниже:

Допуск конденсатора

IEEE STD 18-2012, который является стандартом для шунтирующих силовых конденсаторов, допускает допуск конденсатора в пределах 0-10%. Этот допуск может составлять + 15% согласно стандарту IEC. Это означает, что конденсатор с данными паспортной таблички 100 кВАр может обеспечивать реактивную мощность от 100 до 115 кВАр и, следовательно, потреблять больший ток.

Обычно можно получить производственный допуск от производителя или измерить емкость и определить допуск.

Допуск напряжения

Конденсаторы

предназначены для непрерывной работы при номинальном напряжении или ниже. Напряжение электросети редко бывает близко к номинальному значению, и отклонение +/- 5% считается нормальным. В некоторых местах и ​​на объектах может наблюдаться допуск даже +/- 10%.

Допустимое отклонение напряжения установлено различными национальными стандартами, такими как ANSI C84. 1 .

Конденсаторы

, соответствующие стандарту IEEE 18, могут работать при следующих условиях аварийного напряжения:

  • 110% номинального действующего напряжения
  • 120% от номинального пикового напряжения

Выходная реактивная мощность конденсатора зависит от напряжения системы в соответствии со следующим уравнением:

Где Q 1 - реактивная мощность при напряжении V 1 и Q 2 - реактивная мощность при напряжении V 2 .

Даже если конденсатор способен работать при перенапряжении 10%, он также потребляет соответствующий более высокий ток, который необходимо учитывать при расчете тока.

Допуск частоты

Изменение частоты влияет на поток реактивной мощности от конденсатора. Однако в современных электрических сетях изменение частоты незначительно и, следовательно, может быть проигнорировано при вычислении тока конденсатора.

Уравнение для расчета изменения реактивной мощности при изменении частоты сети имеет следующий вид:

Где Q 1 - реактивная мощность с частотой f 1 и Q 2 - реактивная мощность с частотой f 2 .

Гармоники

Когда конденсаторы помещаются в систему питания для коррекции коэффициента мощности, это изменяет поведение системы. Конденсатор представляет собой путь с низким импедансом для гармонических токов. Гармоническое напряжение, присутствующее в системе (из-за наличия нелинейных нагрузок), создаст дополнительный гармонический ток в конденсаторах. Этот ток может вызвать дополнительный нагрев и, в конечном итоге, привести к выходу конденсатора из строя, если он неправильно спроектирован.

Чтобы учесть наличие неизбежных гармонических токов, допуск по напряжению и производственный допуск, IEEE STD 18 утверждает, что конденсаторы должны работать при 135% номинального действующего значения тока на основе номинальной квар и номинального напряжения.

При расчете тока конденсатора рекомендуется включать номинал 135%, чтобы устройства защиты от сверхтоков могли быть правильно подобраны.

Выбор кабелей конденсаторных батарей и устройств защиты от перегрузки по току

Как обсуждалось ранее, при выборе кабеля и устройства защиты от перегрузки по току для конденсаторных батарей необходимо учитывать следующие моменты:

  • Из-за допусков на изготовление конденсаторов емкость может варьироваться в пределах 0-10% [IEEE] или 0-15% [IEC] от значения, указанного на паспортной табличке.
  • Напряжение, при котором используются конденсаторы, может изменяться от + 5% до + 10%. Напряжение ниже номинального не является проблемой, так как более низкое напряжение приведет к меньшему току конденсатора.
  • Гармоники могут создавать дополнительный ток в конденсаторах в диапазоне от + 20% до + 35% номинального тока.

Принимая во внимание все вышеперечисленные факторы, кабели и автоматический выключатель, предохранители должны быть рассчитаны.

В качестве примера, если мы рассмотрим 15% допуск конденсатора, 10% допуск по напряжению и 20% дополнительный ток из-за гармоник, то ток полной нагрузки конденсатора основной гармоники необходимо умножить на 1.15 * 1,10 * 1,20 = 1,518.

Типичные значения сечения кабелей и автоматических выключателей варьируются в 1,3–1,5 раза от номинального тока полной нагрузки конденсаторной батареи.

Дополнительное чтение:

Падение напряжения переменного тока и коэффициент мощности системы

Регулировка напряжения

Калькулятор коэффициента мощности

Как измерить реактивную мощность?

Как рассчитать реактивную мощность трансформатора?

Secondary Voltage - обзор

1.

Почему сердечник трансформатора ламинированный?

Покажите, что без учета потерь вторичное напряжение трансформатора, первичная обмотка которого подключена к синусоидальному источнику питания, определяется выражением 4 · 44Φ M fT , где Φ M = максимальное рабочее поток, f = частота питания, T = количество вторичных витков.

Трансформатор с максимальной рабочей плотностью потока 1 Тл (Вт / м 2 ) имеет вторичное напряжение 115 В при 50 Гц.Вычислите площадь жилы в см 2 , если на вторичной обмотке 70 витков.

(74 см 2 .) (U.L.C.I.)

2.

Сделайте эскиз сердечника однофазного трансформатора, чтобы показать, как сводятся к минимуму потери на вихревые токи. Назовите другую потерю, которая возникает в трансформаторе. Как удержать этот убыток на низком уровне?

Трансформатор 5 кВА, 200/100 В имеет 75 витков на вторичной обмотке. Пренебрегая током холостого хода и всеми потерями, рассчитайте (а) первичный и вторичный токи полной нагрузки и (б) количество витков первичной обмотки.

((a) 25 A, 50 A; (b) 150.) (U.L.C.I.)

3.

Нарисуйте векторную диаграмму трансформатора без нагрузки.

Объясните, почему, когда увеличивается ток нагрузки на вторичной обмотке трансформатора, также увеличивается первичный ток.

Трансформатор имеет 200 витков на первичной обмотке и 100 витков на вторичной. Нагрузка на вторичной обмотке составляет 5 кВт при 110 В и коэффициенте мощности 0,8. Пренебрегая всеми потерями, рассчитайте (а) первичное напряжение, (б) первичный ток.

((a) 220 В; (b) 28 · 4 A.) (ULCI)

4.

Изобразите в масштабе векторную диаграмму однофазного трансформатора на 200/100 В без нагрузки. при работе от номинального напряжения. Ток холостого хода 5 А опережает магнитный поток на 10 °. На диаграмме должно быть показано приложенное напряжение первичной обмотки, наведенные электродвижущие силы первичной и вторичной обмоток, ток холостого хода и магнитный поток трансформатора.

Покажите из уравнения электродвижущей силы трансформатора, что если приложенное напряжение и частота изменяются так, чтобы отношение напряжение / частота было постоянным, то плотность магнитного потока останется неизменной.

(N.C.T.E.C.)

5.

Потери на вихревые токи в трансформаторе пропорциональны BM2f2, где B M - максимальная плотность потока, а f - частота питания. Предполагая трансформатор э.д.с. Уравнение показывает, что если пренебречь падением напряжения на трансформаторе, потери на вихревые токи пропорциональны квадрату напряжения питания.

(N.C.T.E.C.)

6.

Назовите все потери мощности, которые происходят в трансформаторе.Сравните значения потерь, когда трансформатор находится (а) без нагрузки, (б) при полной нагрузке.

Однофазный трансформатор 400/200 В, 50 Гц питается напряжением 400 В. Первичная обмотка имеет 240 витков, а эффективная площадь сердечника составляет 70 см 2 . Рассчитайте максимальную плотность потока в сердечнике. (Продолжение.)

Если бы напряжение питания и частота были уменьшены вдвое, какой была бы максимальная плотность потока?

(1 · 07 T, 1 · 07 T.) (N.C.T.E.C.)

7.

Сделайте эскиз, чтобы проиллюстрировать конструкцию и работу бесступенчатого автотрансформатора (или variac).Почему угольная щетка очень узкая?

Однофазный автотрансформатор на 200/100 В подает ток 40 А. Рассчитайте ток (а) от источника питания, (б) в общей части обмотки. Пренебрегайте всеми потерями.

((a) 20 A, (b) 20 A.) (NCTEC)

8.

Однофазный понижающий трансформатор на 500/250 В принимает ток 0,5 A при коэффициент мощности 0,25 на холостом ходу. Когда трансформатор нагружен так, что подаваемый вторичный ток составляет 10 А при отставании коэффициента мощности 0,8, найдите, нарисовав векторную диаграмму в масштабе, ток, принимаемый первичной обмоткой.Почему коэффициент мощности первичной обмотки трансформатора отстает, когда вторичная обмотка питает резистивную нагрузку?

(5 · 4 A. ) (D.E.I.)

9.

Кратко объясните природу потерь, которые возникают в трансформаторе под нагрузкой, указав в каждом случае факторы, от которых они зависят.

Однофазный трансформатор 100 кВА, 6600/440 В дает следующие результаты испытаний:

(a)

испытание без нагрузки с номинальным напряжением, потребляемая мощность от источника = 1 · 25 кВт;

(б)

испытание на короткое замыкание с током 220 А во вторичной обмотке, мощность от источника питания = 1 · 25 кВт.

Рассчитайте КПД при 14,12,34, 1 и 114-кратной полной нагрузке при единичном коэффициенте мощности и, следовательно, постройте кривую КПД / нагрузка трансформатора.

(95%, 96%, 97 · 4%, 97 · 5%, 97 · 4%.) (ULCI)

10.

Трансформатор 200 кВА питает десять трехфазных цепей мощностью 15 л.с. , Асинхронные двигатели 415 В, 50 Гц. Если каждый из них работает на три четверти полной нагрузки с коэффициентом мощности 0,8 и КПД 82%, рассчитайте (а) сетевой ток при наличии десяти двигателей, (б) количество дополнительных машин, работающих при те же условия, что и этот трансформатор.

((a) 178 A, (b) еще 5.) (N.C.T.E.C.)

На следующие задачи не даны ответы.

11.

Нарисуйте векторную диаграмму холостого хода трансформатора с двойной обмоткой и тщательно опишите, что представляет каждый вектор.

Трансформатор рассчитан на напряжение 2 В на виток с соотношением витков от 1 до 3. Если вторичная обмотка должна питать нагрузку 50 кВА при 720 В, рассчитайте:

(a)

первичное напряжение питания;

(б)

количество витков на каждой обмотке;

(в)

ток в каждой обмотке.

Все потери не учитываются. (U.L.C.I.)

12.

Как уменьшить потери в стали в трансформаторе?

Однофазный трансформатор имеет отношение напряжений холостого хода 400/3300 В. Первичная (низковольтная) обмотка имеет 80 витков, а чистая площадь поперечного сечения сердечника составляет 200 см 2 . Вычислите максимальное значение магнитной индукции и количество витков на вторичной обмотке.

(ULCI)

13.

Нарисуйте в масштабе векторную диаграмму тока для нагруженного однофазного трансформатора, к которой применимы следующие данные:

Ток холостого хода: 4 А, отставание от первичного напряжения на 80 °.Вторичный ток нагрузки: 60 А, отставание от вторичного напряжения на 50 °. Первичные витки: 800.Вторичные витки: 200.

Покажите на диаграмме положения векторов, представляющих первичные и вторичные напряжения на клеммах, при условии, что падение напряжения на обмотках незначительно. .

Отметьте вектор, представляющий ток, снимаемый с источника питания, и оцените его величину и фазу по отношению к первичному напряжению на клеммах.

(W.J.E.C.)

14.

Трансформатор мощностью 10 кВА имеет потери в стали 80 Вт и потери в меди при полной нагрузке 120 Вт.Рассчитайте его КПД (а) при полной нагрузке с коэффициентом мощности нагрузки 0,8, (б) при 70% полной нагрузки с коэффициентом мощности нагрузки 0,8.

15.

Резистор с сопротивлением 6 Ом подключается к вторичной обмотке автотрансформатора на 200/240 В. Если первичная обмотка подключена к источнику питания 180 В с номинальной частотой, рассчитайте (а) первичный и вторичный токи, (б) ток в общей части обмотки. Пренебрегайте всеми потерями.

Киловатт (кВт) для преобразования электричества в амперы Калькулятор

Как преобразовать киловатты в амперы

Для однофазной цепи переменного тока формула преобразования киловатт (кВт) в амперы выглядит так:

амперы = (кВт × 1000) ÷ вольт

Можно найти силу тока в киловаттах, если вы знаете напряжение в цепи, используя закон Ватта.Закон Ватта гласит, что ток = мощность ÷ напряжение. По закону Ватта мощность измеряется в ваттах, а напряжение - в вольтах. Формула найдет ток в амперах.

Сначала начните с преобразования киловатт в ватты, что можно сделать, умножив мощность в кВт на 1000, чтобы получить количество ватт.

Наконец, примените формулу закона Ватта и разделите количество ватт на напряжение, чтобы найти амперы.

Например, , найдите ток в цепи мощностью 1 кВт при 120 вольт.

ампер = (кВт × 1000) ÷ вольт
ампер = (1 × 1000) ÷ 120
ампер = 1000 ÷ 120
ампер = 8,33A

Преобразование киловатт в амперы с использованием коэффициента мощности

Оборудование часто не на 100% эффективно с точки зрения энергопотребления, и это необходимо учитывать, чтобы определить количество доступных ампер. Например, большинство генераторов имеют КПД 80%. КПД устройства можно преобразовать в коэффициент мощности, переведя процентное значение в десятичную дробь, это коэффициент мощности.

Чтобы узнать коэффициент мощности вашей цепи, попробуйте наш калькулятор коэффициента мощности.

Формула для определения силы тока с использованием коэффициента мощности:

амперы = (кВт × 1000) ÷ (PF × вольт)

Например, , найдите ток генератора мощностью 5 кВт с КПД 80% при 120 вольт.

амперы = (кВт × 1000) ÷ (PF × вольт)
ампер = (5 × 1000) ÷ (0,8 × 120)
ампер = 5000 ÷ 96
ампер = 52,1 A

Как найти ток в трехфазной цепи переменного тока

Формула для определения силы тока для трехфазной цепи переменного тока немного отличается от формулы для однофазной цепи:

амперы = (кВт × 1000) ÷ (√3 × PF × вольт)

Например, , найдите ток трехфазного генератора мощностью 25 кВт с КПД 80% при 240 вольт.

ампер = (кВт × 1000) ÷ (√3 × PF × вольт)
ампер = (25 × 1000) ÷ (1,73 × 0,8 × 240
ампер = 75,18A

Для преобразования ватт в амперы используйте наш калькулятор преобразования ватт в амперы.

Номинальный ток генератора (трехфазный переменный ток)

Номинальные значения тока генератора основаны на выходной мощности в киловаттах при трехфазном переменном токе 120, 208, 240, 277 и 480 В с коэффициентом мощности 0,8
Мощность Ток при 120 В Ток при 208 В Ток при 240 В Ток при 277 В Ток при 480 В
1 кВт 6. 014 A 3,47 A 3,007 А 2,605 А 1,504 А
2 кВт 12.028 А 6,939 А 6.014 A 5,211 A 3,007 А
3 кВт 18.042 А 10,409 А 9.021 А 7,816 А 4.511 A
4 кВт 24.056 А 13,879 А 12.028 А 10.421 A 6.014 A
5 кВт 30,07 А 17,348 А 15.035 А 13.027 А 7,518 А
6 кВт 36.084 А 20,818 А 18.042 А 15,632 А 9.021 А
7 кВт 42.098 A 24,288 А 21.049 А 18,238 А 10,525 А
8 кВт 48.113 A 27,757 А 24.056 А 20,843 А 12.028 А
9 кВт 54,127 А 31,227 А 27.063 А 23,448 А 13,532 А
10 кВт 60,141 А 34,697 A 30,07 А 26.054 А 15.035 А
15 кВт 90,211 А 52.045 А 45.105 A 39.081 A 22,553 А
20 кВт 120,28 A 69,393 А 60,141 А 52.107 A 30,07 А
25 кВт 150,35 А 86,741 А 75,176 А 65,134 А 37,588 А
30 кВт 180,42 А 104,09 А 90,211 А 78.161 A 45.105 A
35 кВт 210.49 A 121,44 A 105,25 А 91.188 А 52,623 A
40 кВт 240,56 А 138,79 А 120,28 A 104,21 А 60,141 А
45 кВт 270,63 А 156,13 А 135,32 А 117,24 А 67.658 A
50 кВт 300,7 А 173,48 А 150,35 А 130.27 А 75,176 А
55 кВт 330,77 А 190,83 А 165,39 А 143,3 А 82,693 А
60 кВт 360,84 А 208,18 А 180,42 А 156,32 А 90,211 А
65 кВт 390,91 А 225,53 А 195,46 А 169,35 А 97,729 A
70 кВт 420.98 A 242,88 А 210,49 А 182,38 А 105,25 А
75 кВт 451,05 А 260,22 А 225,53 А 195,4 А 112,76 А
80 кВт 481,13 А 277,57 А 240,56 А 208,43 А 120,28 A
85 кВт 511,2 А 294,92 А 255,6 А 221.46 A 127,8 А
90 кВт 541,27 А 312,27 А 270,63 А 234,48 А 135,32 А
95 кВт 571,34 А 329,62 А 285,67 А 247,51 А 142,83 А
100 кВт 601,41 А 346,97 А 300,7 А 260,54 А 150,35 А
125 кВт 751.76 A 433,71 А 375,88 А 325,67 А 187,94 А
150 кВт 902,11 А 520,45 А 451,05 А 390,81 А 225,53 А
175 кВт 1052,5 А 607,19 А 526,23 А 455,94 А 263,12 А
200 кВт 1 202,8 А 693,93 А 601,41 А 521.07 A 300,7 А
225 кВт 1353,2 А 780,67 А 676,58 А 586,21 А 338,29 А
250 кВт 1 503,5 А 867,41 А 751,76 А 651,34 А 375,88 А
275 кВт 1653,9 А 954,15 А 826,93 А 716,48 А 413,47 А
300 кВт 1 804.2 А 1040,9 А 902,11 А 781,61 А 451,05 А
325 кВт 1 954,6 А 1 127,6 А 977,29 А 846,75 А 488,64 А
350 кВт 2104,9 А 1214,4 А 1052,5 А 911,88 А 526,23 А
375 кВт 2255,3 А 1 301,1 А 1,127.6 А 977.01 А 563,82 А
400 кВт 2405,6 А 1387,9 А 1 202,8 А 1042,1 А 601,41 А
425 кВт 2,556 A 1474,6 А 1278 A 1 107,3 ​​А 638,99 A
450 кВт 2706,3 А 1561,3 А 1353,2 А 1172,4 А 676.58 A
475 кВт 2 856,7 А 1648,1 А 1428,3 А 1237,6 А 714,17 А
500 кВт 3 007 A 1734,8 А 1 503,5 А 1 302,7 А 751,76 А
525 кВт 3157,4 А 1821,6 А 1578,7 А 1367,8 А 789,35 А
550 кВт 3 307.7 А 1 908,3 А 1653,9 А 1,433 A 826,93 А
575 кВт 3458,1 А 1 995,1 А 1729 A 1498,1 А 864,52 А
600 кВт 3608,4 А 2081,8 А 1 804,2 А 1563,2 А 902,11 А
625 кВт 3758,8 А 2168,5 А 1879.4 А 1628,4 А 939,7 А
650 кВт 3909,1 А 2255,3 А 1 954,6 А 1693,5 А 977,29 А
675 кВт 4059,5 А 2342 A 2029,7 А 1758,6 А 1014,9 А
700 кВт 4209,8 А 2428,8 А 2104,9 А 1823,8 А 1052.5 А
725 кВт 4360,2 А 2515,5 А 2180,1 А 1888,9 А 1090 А
750 кВт 4510,5 А 2 602,2 А 2255,3 А 1 954 A 1 127,6 А
775 кВт 4 660,9 А 2,689 A 2330,5 А 2,019,2 А 1165,2 А
800 кВт 4811.3 А 2775,7 А 2405,6 А 2084,3 А 1 202,8 А
825 кВт 4961,6 А 2 862,5 А 2480,8 А 2149,4 А 1240,4 А
850 кВт 5112 A 2 949,2 А 2,556 A 2214,6 А 1278 A
875 кВт 5 262,3 А 3035,9 А 2,631.2 А 2279,7 А 1315,6 А
900 кВт 5 412,7 А 3 122,7 А 2706,3 А 2344,8 А 1353,2 А
925 кВт 5 563 A 3209,4 А 2781,5 А 2,410 A 1390,8 А
950 кВт 5713,4 А 3296,2 А 2 856,7 А 2475,1 А 1,428.3 А
975 кВт 5 863,7 А 3382,9 А 2931,9 А 2540,2 А 1465,9 А
1000 кВт 6014,1 А 3469,7 А 3 007 A 2605,4 А 1 503,5 А

Номинальный ток генератора (однофазный переменный ток)

Номинальные значения тока генератора основаны на выходной мощности в киловаттах при однофазном переменном токе 120 и 240 В с коэффициентом мощности.8
Мощность Ток при 120 В Ток при 240 В
1 кВт 10,417 А 5.208 A
2 кВт 20,833 А 10,417 А
3 кВт 31,25 А 15,625 А
4 кВт 41,667 A 20,833 А
5 кВт 52.083 А 26.042 A
6 кВт 62,5 А 31,25 А
7 кВт 72.917 A 36,458 А
8 кВт 83,333 А 41,667 A
9 кВт 93,75 А 46,875 А
10 кВт 104,17 A 52.083 А
15 кВт 156,25 А 78,125 А
20 кВт 208.33 A 104,17 A
25 кВт 260,42 А 130,21 А
30 кВт 312,5 А 156,25 А
35 кВт 364,58 А 182,29 А
40 кВт 416,67 А 208,33 А
45 кВт 468,75 А 234,38 А
50 кВт 520,83 А 260.42 A
55 кВт 572,92 А 286,46 А
60 кВт 625 А 312,5 А
65 кВт 677,08 А 338,54 А
70 кВт 729,17 А 364,58 А
75 кВт 781,25 А 390,63 А
80 кВт 833,33 А 416,67 А
85 кВт 885.42 A 442,71 А
90 кВт 937,5 А 468,75 А
95 кВт 989,58 А 494,79 А
100 кВт 1041,7 А 520,83 А
125 кВт 1 302,1 А 651,04 А
150 кВт 1562,5 А 781,25 А
175 кВт 1822,9 А 911.46 A
200 кВт 2083,3 А 1041,7 А
225 кВт 2343,8 А 1171,9 А
250 кВт 2 604,2 А 1 302,1 А
275 кВт 2 864,6 А 1432,3 А
300 кВт 3,125 A 1562,5 А
325 кВт 3385,4 А 1692,7 А
350 кВт 3 645.8 А 1822,9 А
375 кВт 3906,3 А 1 953,1 А
400 кВт 4 166,7 А 2083,3 А
425 кВт 4 427,1 А 2213,5 А
450 кВт 4687,5 А 2343,8 А
475 кВт 4 947,9 А 2474 A
500 кВт 5208,3 А 2 604.2 А
525 кВт 5 468,8 А 2734,4 А
550 кВт 5729,2 А 2 864,6 А
575 кВт 5 989,6 А 2994,8 А
600 кВт 6250 A 3,125 A
625 кВт 6 510,4 А 3255,2 А
650 кВт 6770,8 А 3385,4 А
675 кВт 7 031.3 А 3515,6 А
700 кВт 7 291,7 А 3645,8 А
725 кВт 7 552,1 А 3,776 A
750 кВт 7812,5 А 3906,3 А
775 кВт 8 072,9 А 4036,5 А
800 кВт 8 333,3 А 4 166,7 А
825 кВт 8 593,8 А 4296.9 А
850 кВт 8 854,2 А 4 427,1 А
875 кВт 9 114,6 А 4557,3 А
900 кВт 9 375 A 4687,5 А
925 кВт 9635,4 А 4817,7 А
950 кВт 9895,8 А 4 947,9 А
975 кВт 10 156 A 5 078,1 А
1000 кВт 10417 A 5,208.3 А

Консультанты по электротехнике | Номинальный ток полной нагрузки трансформатора

Трансформатор мощностью 300 кВА, устанавливаемый на подставке возле нового коммерческого здания в Форт-Мак-Мюррей, Альберта. Это приводит в действие ресторан и 3 небольших магазина в торговом центре.

Чтобы определить размер трансформатора для вашего бизнеса, вам необходимо узнать полный ток требуется для работы вашего обогрева, охлаждения и специального пользовательского оборудования.Оттуда мы можем определить номинальный ток полной нагрузки трансформатора чтобы определить объем электрических услуг, необходимых вашему бизнесу.

Одним из первых шагов, которые мы определяем, является однофазное или трехфазное питание в сети. окрестности и примените соответствующую формулу:

Однофазный:

Трехфазный:

Обе формулы соответствуют основам электротехники для расчета мощности:

КВА трансформатора не должна превышать кВА нагрузки.

Какую нагрузку может выдержать трансформатор?

В процессе проектирования коммерческого здания архитектор спросит у вас консультант по электрике, как много места требуется для электрического помещения, задолго до того, как владелец даже узнает, сколько оборудование, которое ему понадобится для их бизнеса.

И именно тогда мы используем наши электротехнические оценки для оценки трансформатора. которого будет более чем достаточно для вашего оборудования, но не слишком большого размера, чтобы высвободить средства на прочие строительные расходы.

Мы изменили приведенные выше формулы, чтобы определить номинальный ток полной нагрузки вторичная сторона трансформатора, чтобы получить:

Однофазный

Трехфазный

В качестве примера, если мы оценим 3-фазный трансформатор 300 кВА, 120/208 В для коммерческое здание, может обеспечить:

Чтобы начать предварительное электрическое проектирование, мы оценим трансформатор на 300 кВА, достаточный для управлять двумя ресторанами с полностью загруженными кухнями.Обладая этой информацией, архитектор может спроектировать около предполагаемых электрических требований, и консультант по механике может затем предоставить для необходимого оборудования HVAC.

Окончательный расчет электрической нагрузки может быть завершен, когда владелец предоставит полный перечень оборудования. Мы можем уменьшить размер трансформатора в то время, чтобы сэкономить еще больше затрат, пока по-прежнему обеспечивая мощный источник электроэнергии, совместимый с кодом.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *