Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Majitelia bytov, súkromných domov a iných elektrifikovaných objektov sa často stretávajú s otázkou stanovenia hodnôt základných elektrických veličín, pretože nie je veľmi ľahké vypočítať výkon povoleným prúdom a známym napätím alebo vyriešiť inverzný problém.

Priame uplatnenie známeho Ohmovho zákona bez zohľadnenia zvláštností domácich sietí a zariadení môže viesť k nesprávnemu výsledku.

V tomto článku pochopíme, aká je moc a opíšte, ako tento ukazovateľ vypočítať.

Základné pojmy množstiev

Pre elektrický prúd existujú známe závislosti medzi základnými veličinami, ako je sila ( I, ampér), napätie ( U, volt), výkon ( P, watt) a odpor obvodu ( R, ohm). Zvyčajne sa pri riešení reálnych problémov používajú prvé tri parametre, z ktorých každý má svoje vlastné nuansy.

Elektrický prúd

Výpočet dostatočného prierezu jadier a menovitej hodnoty ističa pre určitú vetvu rozvodnej siete sa vykonáva podľa hodnoty maximálneho prúdu pre tento úsek. To je potrebné na zabránenie vznieteniu vedenia, čo často spôsobuje požiar.

Prevádzkové parametre automatov a RCD sa volia podľa regulačných požiadaviek. Na určenie prípustného prierezu jadier v závislosti od maximálnej možnej prúdovej sily je potrebné použiť tabuľku poskytnutú výrobcom produktu, pretože káble sa najčastejšie vyrábajú podľa špecifikácií a nie podľa GOST.

S rovnakým označením, káble vyrobené podľa GOST (vľavo) a TU (vpravo) sa líšia vizuálne aj z hľadiska ich hlavných vlastností.

Pretože je možné vypočítať silu elektrického prúdu pomocou výkonu spotrebovaného zariadeniami a sieťového napätia, je potrebné správne určiť hodnoty týchto dvoch ukazovateľov.

Napätie v sieťach domácností

Mnohí majitelia bytov veria, že štandardné napätie vo fáze pre domáce potreby je približne 220 V. Vo väčšine prípadov je to pravda. Aj keď podľa GOST 29322-2014, od 10. októbra 2015, mal by sa v Ruskej federácii uskutočniť prechod na systém 230 V kompatibilný so štátmi EÚ.

Odchýlka 5% normy je prípustná pre akékoľvek obdobie a 10% pre obdobie nepresahujúce 1 hodinu. Podľa starých pravidiel tak môže hodnota napätia kolísať v rozsahu od 198 do 242 V a podľa aktuálneho GOST - od 207 do 253 V.

Existujú aj prípady, keď je napätie v sieti dlhodobo výrazne nižšie ako štandard. Takáto situácia nastáva, keď celkový výkon elektrických spotrebičov pripojených k vetve je omnoho vyšší, ako sa plánovalo, a keď je väčšina z nich zapnutá, dochádza k „poklesu siete“.

Tento problém vzniká v oblasti zodpovednosti organizácií zodpovedných za dodávku elektriny a je spojený s preťažením rozvodných transformátorov, zhoršením rozvodní alebo s nedostatočným prierezom vodičov.

Znížené vstupné napätie vedie nielen k zmene aktuálneho parametra a možného spúšťania ochrany, ale aj k rýchlemu výpadku elektrických zariadení obsahujúcich asynchrónne elektromotory alebo komplexnú elektroniku

Na zistenie hodnoty skutočného napätia je potrebné pravidelne merať pomocou voltmetra. Ak sú indikátory silne „chôdza“, potom je potrebné použiť stabilizátor alebo drahší konvertor s funkciou zariadenia na akumuláciu energie.

Odchýlky v koncepcii elektrických spotrebičov

Všetky zariadenia spotrebujúce elektrickú energiu majú takýto parameter ako výkon. Čím viac je tento indikátor, tým viac energie zariadenie odoberá z okruhu.

Celkovo existujú tri typy výkonu:

  • Aktívny ( P ). Charakterizuje rýchlosť prenosu elektrickej energie do inej formy, napríklad elektromagnetickej alebo tepelnej. Pri výpočte nezvratných nákladov na elektrickú energiu, a teda aj nákladov na prevádzku zariadenia, sa musí brať do úvahy. Merná jednotka - watty.
  • Reaktívny ( Q ). Charakterizuje energiu, ktorá prichádza zo zdroja (transformátora) do reaktívnych prvkov spotrebiča (kondenzátory, vinutia motora), ale potom sa takmer okamžite vracia do zdroja. Merná jednotka - W alebo var (transkript - reaktívny volt-ampér).
  • Kompletné ( S ). Charakterizuje zaťaženie, ktoré spotrebiteľ kladie na prvky reťaze. Používa sa pri výpočte prierezu kábla a pri výbere menovitej hodnoty automatov, to znamená, že výpočet prúdovej sily sa vykonáva z plného výkonu všetkých elektrických spotrebičov pripojených k okruhu. Merná jednotka je W alebo V * A (B * A je voltové ampéry).

Všetky tieto parametre môžu byť prepočítané cez fázový uhol, ktorý nastáva medzi vektorom napätia a prúdom ( f ):

P = S * cos ( f );

Q = S * sin ( f );

S2 = P2 + Q2 .

Domáce spotrebiče, v ktorých celkový výkon môže výrazne prevýšiť aktívne, zahŕňajú chladničky, práčky, fluorescenčné a niektoré energeticky úsporné žiarivky, ako aj jednotky výkonovej elektroniky.

Motory zvyčajne označujú aktívny výkon a pomer. V tomto prípade sa celkový výkon vypočíta takto: S = P / cos (f) = 750 / 0, 78 = 962 W

Je tu aj niečo ako špičková alebo štartovacia sila. Faktom je, že na rozptýlenie motorov je potrebné oveľa viac úsilia ako na udržanie ich rotácie. Preto pri zapínaní spotrebičov, ako je chladnička alebo práčka, dochádza k krátkodobému nárastu zaťaženia okruhu.

Štartovacie prúdy môžu byť niekoľkokrát vyššie ako pracovníci. Pri výpočte požadovaného prierezu káblov a výbere menovitej hodnoty stroja by ste to mali vziať do úvahy.

Na tento účel musíte určiť zariadenie s najväčším rozdielom medzi štartovacou a prevádzkovou kapacitou a pridať ho k celkovej hodnote. Východiskové prúdy iných zariadení sa nemusia brať do úvahy, pretože pravdepodobnosť simultánneho uvedenia do činnosti motorov pre rôznych odberateľov je takmer nulová.

Lineárne a fázové vzťahy

V dnešnej dobe sa rozšírila prax spájania domácich predmetov s trojfázovými sieťami.

Je to odôvodnené z týchto dôvodov:

  • Významná spotreba energie. V tomto prípade bude zavedenie jednofázovej siete s vysokým výkonom veľmi neefektívne vzhľadom na veľký prierez kábla a vysokú spotrebu materiálu transformátora.
  • Prítomnosť zariadení pracujúcich v troch fázach. Realizácia schémy pripojenia takéhoto zariadenia k jednofázovému obvodu nie je veľmi jednoduchá a je plná rušenia, ku ktorému dochádza napríklad pri spustení asynchrónneho motora.

Existujú dva spôsoby pripojenia trojfázových zariadení - „hviezda“ a „trojuholník“.

Schematické diagramy prenosu výkonu v troch fázach. Dostali názov „hviezda“ a „trojuholník“ kvôli ich geometrickej podobnosti s týmito objektmi.

V hviezdicových obvodoch sú prúdové a fázové prúdy rovnaké a sieťové napätie je 1, 73-násobok fázového napätia:

I l = If ;

U l = 1, 73 * Uf .

Tento vzorec vysvetľuje známy pomer napätia pre domácnosti a nízkonapäťové priemyselné siete s frekvenciou 50 Hz: 220/380 V (podľa novej GOST: 230/400 V).

Pri pripájaní trojuholníkového typu je naopak napätie rovnaké a lineárne prúdy sú viac fázové:

I l = 1, 73 * If ;

U l = U f .

Tieto vzorce môžu byť aplikované len so symetrickým fázovým zaťažením. Ak je spotreba prúdu nad káblami odlišná (asymetrický prijímač), výpočty sa vykonávajú pomocou pravidiel vektorovej algebry a výsledný vyrovnávací prúd je kompenzovaný neutrálnym vodičom. Pre siete s pripojenými domácimi spotrebičmi sú však takéto prípady zriedkavé.

Korelácia základných veličín

Najbežnejším problémom, ktorému čelia bežní spotrebitelia, je vypočítať aktuálnu silu prúdu. Ako správne vypočítať prúd zo známych hodnôt napätia a výkonu? Je potrebné ho vyriešiť pri odôvodnení hodnôt prierezu jadier a menovitej hodnoty automatu s technickými informáciami o zariadeniach, ktoré sa do tohto obvodu privádzajú.

Po výpočte prúdu často zvoľte kábel s najmenším povoleným prierezom. To však nie je vždy správne, pretože takéto riešenie vedie k významným obmedzeniam v potrebe pridávať do siete nové zariadenia.

Niekedy je potrebné vykonať spätné výpočty a určiť, aký celkový výkon môže byť pripojený k zariadeniam so známym napätím a maximálnou prípustnou intenzitou prúdu, ktorá je obmedzená existujúcou kabelážou.

Ak chcete vyriešiť tieto dva problémy jednofázového obvodu, môžete použiť jednoduchý vzorec:

I = s / u ;

S = U * I,

kde S je celkový celkový výkon všetkých elektrických spotrebičov.

Koláčový graf odrážajúci Ohmov zákon a vyjadrujúci závislosť výkonu, prúdu, napätia a odporu je vhodný pre výpočet parametrov jednofázového obvodu

Ak chcete vyriešiť problém výpočtu prúdu zo známych alebo vypočítaných hodnôt výkonu a napätia v trojfázovom obvode, musíte poznať celkové zaťaženie uložené pre každú fázu.

Potrebný priečny prierez káblových jadier a minimálna prípustná menovitá hodnota stroja sú vybrané z najvyťaženejšej linky, berúc do úvahy, že:

S = 3 * max { S1, S2, S3 }.

I = S / ( U * 1, 73).

Prípustný výkon pre každú z fáz sa môže vypočítať podľa tohto vzorca: \ t

S 1, 2, 3 <S / 3 = I * U / 1, 73,

kde I je maximálny povolený prúd pre existujúce vedenia.

Závery a užitočné video na túto tému

Výpočet prúdovej sily podľa výkonu pri výbere úseku kábla:

Stanovenie skupín spotreby elektrickej energie elektrických spotrebičov na príklade súkromného domu:

Výpočet prúdu na určenie parametrov zapojenia alebo určenie prípustného výkonu v existujúcom okruhu sa môže vykonať nezávisle. Pre správne riešenie problému je potrebné vziať do úvahy nuansy, ktoré vznikajú v praxi, a nie len používať dobre známe vzorce, ktoré pracujú v „ideálnych“ podmienkach.

Ak máte otázky k téme článku alebo môžete pridať tento materiál so zaujímavými informáciami, zanechajte prosím svoje poznámky v poli nižšie.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Elektrikár