Azotirovanie.ru

Инженерные системы и решения
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет мощности трехфазной сети

Расчет мощности трехфазной сети

Электрическая энергия на все объекты изначально поступает через трехфазную сеть. В частные дома она может заводиться напрямую, а в многоквартирном доме доходит лишь до вводного распределительного устройства. Далее по квартирам расходятся уже однофазные линии. В любом случае потребуется выполнить расчет мощности трехфазной сети, чтобы заранее определить ее способность выдерживать запланированные нагрузки по току. Для того чтобы сделать правильные вычисления, нужно знать особенности таких сетей. Все необходимые расчеты выполняются вручную при помощи формул или с использованием онлайн-калькулятора.

Специфика и особенности трехфазных сетей

Трехфазные электрические сети наиболее эффективно передают ток через промежуточные звенья, вплоть до потребителя. В процессе доставки потери энергии минимальны.

Расчет мощности трехфазной сети

Наличие трехфазной сети в квартире или частном доме очень легко определить. Для этого нужно просто заглянуть в щиток и посчитать количество проводов. Если в наличии 2 или 3 проводника, значит сеть однофазная. В ней два провода являются фазой и нулем. При наличии заземления может быть третий провод. В трехфазных сетях проводов больше на два из-за двух дополнительных фаз. При отсутствии заземления – их всего четыре, а при наличии заземляющего контура – пять.

Эту же задачу можно решить и с помощью вводного автоматического выключателя. К нему также подводится определенное количество проводов, подключаемых в соответствующие клеммы.

В процессе эксплуатации трехфазной сети велика вероятность неравномерного распределения нагрузки по отдельным фазам. Если к одной из них будет подключено только мощное оборудование, а к другим – обычные бытовые приборы, в этом случае может возникнуть ситуация, называемая перекосом фаз. В результате асимметрии тока и напряжения, отдельные потребители могут выйти из строя. Во избежание негативных последствий, нагрузка должна быть равномерно спланирована еще на стадии проектирования и выполнен расчет мощности трехфазной сети.

Трехфазная сеть, по сравнению с однофазной, отличается большим количеством кабельно-проводниковой продукции, автоматов и других устройств. К ней подключается специфическое трёхфазное оборудование Суммарная мощность будет выше ровно в три раза. Значение мощности рассчитывается по току и напряжению с использованием формул.

Расчет мощности потребителей

В первую очередь нужно заранее установить объемы потребляемой электроэнергии. Для этого суммируется мощность всех потребителей, находящихся в доме. Сюда входит мощное оборудование, обычная бытовая техника и осветительные приборы. У некоторых хозяев этот список может быть дополнен теплыми электрическими полами.

Все необходимы сведения можно посмотреть в техническом паспорте, который прилагается к каждому устройству. На некоторые приборы наносится соответствующая маркировка. Вначале идут самые мощные агрегаты и далее – все остальное оборудование, по мере уменьшения мощности.

Для вычислений берется стиральная машина-автомат, мощностью 2600 Вт, электрический водонагреватель – 1900 Вт, утюг – 1500 Вт, пылесос – 1000 Вт, микроволновка – 800 Вт, компьютер и оргтехника – 600 Вт, осветительные приборы (с лампами эконом) – 400 Вт, холодильник – 300 Вт, телевизор – 100 Вт. Итоговый результат получился 9200 Вт и его необходимо перевести в киловатты. Для этого 9200 Вт делится на 1000, получается 9,2 кВт, что и будет расчетным потреблением электроэнергии.

С данной мощностью может справиться и одна фаза, однако в частных домах устанавливается более мощное оборудование, для работы которого лучше пользоваться сетями 380в. В этом случае гарантируется бесперебойное функционирование отопительных и водонагревательных котлов, насосов, электродвигателей и других агрегатов.

Как рассчитать трехфазную сеть

В качестве примера можно взять некие производственные площади с установленным оборудованием и по этим исходным данным делать расчет мощности трехфазного тока.

Читайте так же:
Электрощиток для квартиры с электросчетчиком

В каждом станке используется электродвигатель. Их общая мощность Ру1 составляет 50 кВт, с учетом активной мощности. Кроме того, в помещении установлены осветительные приборы общей мощностью (Ру2) – 3 кВт. Символ Ру обозначает величину установленной суммарной мощности для конкретных групп потребителей. Работа оборудования осуществляется от трехфазной сети с 4 проводами и номинальным напряжением 380 В.

Кроме того, при расчетах учитывается коэффициент спроса Кс, действующий в режиме максимальной нагрузки. Он учитывает наивысшее количество включений потребителей данной группы. Для электродвигателей Кс1 берется с учетом величины их загруженности и составляет 0,35. Для приборов освещения Кс2 составляет 0,9. Все потребители выравниваются усредненным коэффициентом мощности cos φ = 0,75.

Расчеты начинаются с определения силовой нагрузки Р1 = 0,35 х 50 = 17,5 кВт. Далее рассчитывается осветительная нагрузка Р2 = 0,9 х 3 = 2,7 кВт. Таким образом, величина полной расчетной нагрузки составит Р = Р1 + Р2 = 17,5 + 2,7 = 20,2 кВт.

Для определения и расчета тока используется формула I = (1000 x P)/(1,73 x Uн x cos φ), в которой Р является расчетной мощностью потребителей, Uн – номинальным напряжением 380 вольт, cos φ – коэффициентом мощности.

Подставив нужные значения, находим значение силы и мощности по току: I = (1000 x 20,2)/(1,73 x 380 x 0,75) = 41 А. Полученный результат дает возможность узнать, сможет ли сеть обеспечить нормальную работу потребителей.

Использование калькулятора для расчета мощности

Онлайн-калькулятор существенно ускоряет проведение расчетов мощности в трехфазной сети. Для этого должны быть заранее известны мощность и характер нагрузки – активной и реактивной, сетевое напряжение, а также тип сети – одно- или трехфазный. Все параметры рассчитываются по формулам и методикам, приведенным выше. Достаточно всего лишь вставить в окна необходимые данные и нажать кнопку «Рассчитать ток». В окне с обозначением тока в А появится искомый результат, показывающий величину тока по мощности.

О наболевшем — Или расчет силы тока трехфазных асинхронных двигателей на 380В

Кстати при установке новых двигателей ничего и считать не надо, как правило номинальный ток для обоих режимов (звезда 380 и треугольник 220) указан на шильдике, вместе со всеми остальными параметрами.

Так какже, правильно расчитать, грубо или поточнее мощность асинхронного двигателя в стандартной ситуации?
Для начала определимся с это самой «стандартной ситуацией» и с чем ее едят.
Стандартной я называю ситуацию, когда двигатель расчитанный на 380220 звездатреугольник, подключается на стандартные 380 звездой, на все три фазы. В промышленности это встречается наиболее часто, и также часто вызывает вопросы по поводу того, какого номинала автоматы ставить, ибо многие, знают стандартную формулу мощности I=PU и почемуто, видимо от большой грамотности или большого ума, от которого горе по Грибоедову, начинают для трехфазной нагрузки применять ее.

А теперь раскрываю секрет, страааашный секрет.
Для расчета защиты маломощных двигателей на 380В, мощностью до 30 квт вполне достаточно умножить мощность ровно на 2, то есть P*2=

In , автомат все равно выбирается ближайший по номиналу в большую сторону, то есть 63А для 30 квт двигателя, имеющего на валу нагрузкой ну скажем турбину вентилятора типа Циклон. Это страаашный, нигде в учебниках не озвученный секретный экспресс-метод грубого расчета силы тока двигателей на 380В. Почему так? Очень просто при U=380В на один КВТ мощности приходится примерно сила тока в 2 Ампера. (Да меня щас побьют теоретики, которые помнят про КПД и Косинус ФИ. Помолчите Господа, пока помолчите, я же сказал, для МАЛОМОЩНЫХ двигателей до 30 квт, а для низких мощностей, зная модельный ряд наших автоматов, эти 2 значения можно и не учитывать, особенно если нагрузка на вал минимальная)

Читайте так же:
Двухтарифный счетчик однофазный или трехфазный

А теперь представим типовой двигатель* со следующими параметрами:
P=30 квт
U=380 В
сила тока на шильдике стерлась.
cos φ = 0,85
КПД=0,9

Как найти его силу тока? Если считать так, как советуют и сами считают упрямые «очень умные» горе-инженера, особенно любящие озадачивать этим вопросом на собеседованиях, то получаем цифру в 78,9А, после чего горе-инженера начинают лихорадочно вспоминать про пусковые токи, задумчиво хмурить брови и морщить лбы, а затем не стесняясь требуют поставить автомат минимум на 100А, так как ближайший по номиналу 80А будет выбивать при малейшей попытке запуска офигенными пусковыми токами. И переспорить их очень тяжело, так как все нижеследующее вызывает у умных дяденек бурю эмоций, недержание мочи и кала, разрыв шаблона, и погружение в глубокий транс с причитаниями и маханием корочками тех универов где они учились считать и жить..

если считать грубо, то 30*2=60А

Более полная формула, рекомендованная к применению выглядит несколько иначе.
Мощность в квт переводится в ватты, для чего 30*1000=30000 вт
Затем ватты делим на напряжение, затем делим на корень квадратный из 3(1,73), (у нас же ТРИ ФАЗЫ) и получаем примерную силу тока, которую нужно уточнить, поделив дополнительно на cos φ(коэффициент мощности, ибо всякая индуктивная нагрузка имеет и реактивную мощность Q) и затем, уточнить еще раз, поделив при желании на КПД, итак:

Уточняем расчет: 53,6А,9 = 59,65А (Кстати программа электрик, считающая по похожей формуле, выдает более точные данные 59,584 А, то есть немного меньше чем мой проверенный временем расчет. то есть расчет довольно точен, а расхождения в десятые и сотые доли ампера в нашем случае никого особо не волнуют, почему — написано ниже)

59,65 Ампер, — почти полное совпадение с первым грубым расчетом, расхождение составляет всего лишь -0,35А, что для выбора автомата защиты не играет никакой роли в данном случае. Ну и какой же автомат выбрать??
При условии что нагрузка на валу не велика, скажем какая нибудь турбина вентилятора, можно смело ставить ВА 47-29 на 63А фирмы ИЭК, категории С..наиболее часто встречающиеся.
На вопли о пусковых токах могу смело ответить, что 63А пакетник категории В,С,D выдерживает по току превышение 1,13 раза дольше часа и 1,45 раза меньше часа, то есть если на автомате написано 63А, то это не значит, что при броске до 70А его сразу выбьет. Нифига подобного, нагрузку в 113% (сила тока равна 71,19А) он будет держать минимум час, особенно это касается дорогих автоматов фирм ЛеграндАВВ, и даже при силе тока в 145% номинала = 91,35А он гарантированно продержит несколько минут, а для раскрута асинхронника и выхода на номинальный режим достаточно нескольких секунд, как правило от 5 до 20 секунд. За это время тепловой расцепитель автомата тупо не успеет разогрется и отключить нагрузку.
Конечно, умные дяди мне сейчас напомнят, что у автомата есть еще электромагнитный расцепитель, и уж он то, ну уж он то точно отрубит при превышении 63А несчастный двигатель. Хахаха, хрен вам и горе умное.

Буковки B,C,D, и некоторые другие в наименовании автомата как раз характеризуют кратность уставки электромагнитного расцепителя, и равна она

Читайте так же:
Счетчик электроэнергии мощность обороты

В — 3. 5
С — 5. 10
D — по ГОСТ Р — 10. 50, большинство производителей заявляет диапазон 10. 20.

Есть более редко встречающиеся
G — 6,4. 9,6 (КЭАЗ ВМ40)
K — 8. 14
L — 3,2. 4,8 (КЭАЗ ВМ40)
Z — 2. 3

То есть автомат категории С на 63А гарантированно отключится электромагнитным расцепителем только в диапазоне 315-630А и выше, чего при запуске исправного асинхронника на 30 квт никогда все равно не будет.
Второй законный вопрос- какой провод положить на наш двигатель. Ответ- кабель 4х16 миллиметров квадратных, с лихвой хватит, при длине до 50 метров, при большей длине лучше 25мм выбирать, ибо потери.

Все цифры проверены многократно, лично мной, и экспериментально. Проверены и по выбранным автоматам и по многократным замерам реальной силы тока токовыми клещами.

*-Единственное примечание и уточнение: У старых двигателей советского производства, вновь вводимых в эксплуатацию могут быть меньшие значения косинуса фи и КПД, тогда сила тока может быть чуть выше чем значение грубого расчета. Просто выбирается следующий по номиналу автомат на 80А. Не ошибётесь!

Сила тока и напряжение в розетке

Основные характеристики электрических приборов – тип электрического тока, напряжение и ток. Для его подключения надо знать, какое напряжение в розетке, и на какой максимальный ток она рассчитана. Эти параметры указывают на корпусе розетки, чаще всего на ее корпусе или лицевой панели. В быту используют переменный однофазный или трехфазный ток, напряжением 220 или 380 вольт соответственно.

А ответ на вопрос, какова сила тока в розетке 220В зависит от сечения подключенных проводов и мощности электроприбора. Для того чтобы определить силу тока надо мощность разделить на напряжение – полученное число и будет силой тока, измеряемой в амперах (А).

Какая сила тока в розетке 220в и 380в?

Для большинства бытовых электроприборов необходимы розетки 220 вольт. Раньше для их подключения использовали два провода (фазу и ноль). Сегодня применяют трехпроводную схему подключения, где третий провод соединяет корпус электроприбора с контуром заземления. Если в процессе эксплуатации нарушится изоляция и корпус окажется под напряжением, то при касании к нему человека автоматически сработает устройство защитного отключения (УЗО) и подача электропитания будет немедленно прекращена.

как найти фазу в розетке

розетка 380в

как измерить силу тока в розетке

Выбирая, какую розетку установить, надо учесть мощность приборов, которые предполагается к ней подключать. Например, розетка 25А 220В рассчитана на потребляемую мощность 5,5 кВт, т.е. способна выдерживать большинство бытовых электроприборов. Для ее подключения необходимо использовать медный провод сечением 2,5 мм2. Но, для большинства приборов (компьютер, телевизор, пылесос) можно использовать и менее мощные розетки на 16А. Они рассчитаны на 3,5 кВт. А вот для подключения электроплит и духовок потребуется оборудование, рассчитанное на 32А 220В, мощностью до 7 кВт.

Измеряем силу тока и находим фазы

Впрочем, для подключения мощных бытовых электроприборов и электроинструмента, как правило, используют розетку 380 вольт с трехфазным током. Применение трехфазного тока позволяет уменьшить сечение кабеля или провода, а так же более рационально использовать электроэнергию. Некоторые электродвигатели и оборудование могут работать только на трехфазном токе.

Для определения, сколько вольт в розетке можно воспользоваться измерительными приборами вольтметром или тестером, но это можно определить и по форме электроустановочных изделий. Однофазная штепсельная розетка имеет три контакта (фазу, ноль и заземление). Количество штырьков может быть два или три, в зависимости от типа подключения кабеля к контуру заземления. Двухштырьковое соединение применяется при расположении заземляющего контакта на корпусе.

Читайте так же:
Счетчик однофазный два нуля

В отличие от однофазной розетка 3 х фазная имеет 5 контактов: три фазы, ноль и заземление. Количество штырьков так же зависит от расположения заземляющего контакта (отдельным штырьком или на корпусе розетки) и может иметь 4 или 5 штырьков. Как правило, конструкция трехфазной розетки делается такой, чтобы предотвратить возможность случайного прикосновения к контактам, которые имеют большие размеры, чем для подключения к однофазной сети. Корпус закрывает допуск к контактной группе до начала соединения.

Существует некоторое отличие в том, как определить, какой ток в розетке для трехфазного тока. Правило расчета почти такое же, как и для однофазного ока, только надо учесть, что по каждому проводу подведено 220В, следовательно, при расчете общей мощности надо суммарное напряжение (220Вх3=660В) умножить на силу тока. Это означает, что к розетке 25А 380В можно подключить электрическое устройство мощностью 16,5 кВт.

Но иногда возникает необходимость, как определить в каком контакте имеется фаза. Проще всего это сделать при помощи индикатора, в котором зажигается лампочка или светодиод при прикосновении к контакту под напряжением. Опытные мастера могут определить это при помощи тестера или контрольной лампы. Но этим способом лучше пользоваться при наличии опыта.

Как устроен УЗМ-3-63

Использование электроприборов в быту или на производстве затрудняют такие неблагоприятные факторы как сетевые помехи, перепады напряжения или отклонение частоты тока. Эти обстоятельства также могут стать причиной выхода из строя электрооборудования. Поэтому механизмы, являющиеся элементами трехфазной сети, испытывают потребность в защите. С этой целью было создано защитное устройство УЗМ-3-63.

Как устроен УЗМ-3-63

Многофункциональное защитное устройство УЗМ-3-63

Устройство защитное многофункциональное (УЗМ) контролирует изменение в электросети. При обнаружении показаний, отклоняющихся от нормы, оно способно отключить электроприборы.

Технические характеристики

УЗМ-3-63 способно выполнять свои функции при температуре от -25 до +55 градусов. Вес данного изделия 450 грамм. Максимальное напряжение в электрической сети составляет 440В. Этот прибор имеет клемму для дистанционного управления. УЗМ способен контролировать частоту сети, которая не должна превышать 45-55 Гц.

Какие типы выключателей существуют и где их применяют. Все о выключателях тут

А также выполняет контролирование фаз, которые не должна отклоняться более чем на 25%. При этом максимальный ток коммуникации соответствует 63А на каждую фазу. Защитное устройство имеет двухпороговую защиту от повышенного и пониженного напряжения.

Повторное включение можно устанавливать самостоятельно от 2 секунд – 8 минут. При скачках напряжения прибор срабатывает через 30мс. Дополнительно УЗМ имеет встроенную систему защиты от импульсных вспышек в электросети.

Устройство подходит для эксплуатации только с трехфазными нагрузками. Производители гарантируют срок службы в 10 лет.

Принцип работы

Данное устройство монтируется на din-рейку, имеющую ширину в 35мм. При этом провода должны присоединяться спереди. Клеммы прибора предусматривают подсоединение проводов, сечение которых составляет до 35 кв.мм.

Многофункциональное защитное устройство УЗМ-3-63

УЗМ-3-63 в щитке

При включении УЗМ-3-63 в функционирующую электролинию появляется активизация зеленых указателей фаз. В это время осуществляется диагностика сетей и их показателей на входе. Если электролиния имеет нагрузку, соответствующее норме, осуществляется кратковременное выключение устройства и повторное включение через некоторое время, заданное потребителем. После этого зажигается желтая лампочка, которая говорит об активизации встроенного реле.

В случае если величина нагрузки в электросети не соответствует требуемым параметрам, УЗМ не включится повторно. При этом загорится красный индикатор, сигнализирующий об очень низком или высоком напряжении.

Читайте так же:
Как не платить за электроэнергию по неопломбированным счетчикам

Одновременное частое мерцание красных индикаторов говорит об отклонении от нормы параметра частоты переменного тока требуемых показаний 45-55Гц. Если эти лампочки моргают медленно – это значит искажение фаз свыше меры на 25%.

Схема подключения УЗМ

Производители выработали точную схему присоединения защитного прибора, которая ликвидирует риск повреждения и нетактичную работу устройства. Она назначается только для трехфазных потребителей. На случай если таких потребителей нет, профессионалы рекомендуют монтировать отдельное реле на отдельную фазу. Это вызвано тем, что устройство, выполняющее свои функции, обязано обесточить систему при исчезновении одной фазы – что оно и сделает.

Как определить где фаза, ноль и земля. Цвета проводов вам помогут.

Для правильного подсоединения УЗМ нужно придерживаться некоторым правилам:

  • в обязательном порядке присоединять клемму N, это обеспечивает бесперебойное и надежное функционирование;
  • предоставить наличествование трехфазного потребителя;
  • при отсутствии дистанционного руководства необходимо соединять между собой клеммы с маркировкой Y;
  • в связи с тем, что устройство не чувствует короткого замыкания и утечку тока, вместе с тем необходимо монтировать в электрическую сеть также УЗО и автоматические выключатели.

Где применяют защитное устройство

При монтаже УЗМ устраняется порча дорогостоящего трехфазного электрооборудования, подсоединенного в сеть. Данный механизм способен контролировать частоту сети. Также прибор снабжен функцией заглушения импульсных помех. Данные помехи возникают во время переключения мощных механизмов, а также переходных процессов в трансформаторах или электродвигателях.

Многофункциональное защитное устройство УЗМ-3-63

Подключение УЗМ-3-63

Помехи причиняют губительное влияние на микроэлектронику и другие электроприборы. Для того, чтобы привести прибор в действие не нужно дополнительных усилий, достаточно всего лишь переключить встроенное реле.

Устройство может использоваться как на производственных объектах, так и в бытовых электросетях для подсоединения потребителей трехфазного тока.

Защитное устройство: популярные аналоги

Приборы от разных производителей отличаются друг от друга стоимостью, качеством исполнения, а также предоставлением различных дополнительных функций. Также они могут различаться по названию, но они призваны выполнять одно и то же назначение.

Изоляция проводов имеет огромное значение. Читайте тут о том, какая изоляция лучше.

РНПП-302, Новатек-Электро, Украина. Прибор обладает такими характеристиками: потребляемая мощность 5Вт; вес 300г; температурный режим для эксплуатации -35 до +55; номинальное напряжение 220/230В; линейная нагрузка 380/400В; релейный вывод 8А.

СР-731, Евроавтоматика F?&F, Белоруссия. Наивысший ток катушки 2А; четыре индикатора; нижнее напряжения отключения – 150-210В; верхнее напряжение отключения – 230-260В.

PNM-31, ZAMEL, Польша. Напряжение питания 230/400В; рабочая температура -20 до +60; минимальная задержка на отключения 5 с; максимальная задержка на отключение 5с; максимальная задержка на включение 5 секунд.

Отличительной особенностью изделий от производителя Меандр заключается в том, что для его работы не требуется дополнительных пусковых агрегатов. Продукция других брендов имеют недостаточные коммутирующие функции.

Так Украинские изделия имеют релейные выключатели, рассчитанные на токовую нагрузку в 8А, а Белорусские производители наделили свою продукцию катушкой, максимальный ток которой составляет 2А.

Польские аналоги владеют максимальной нагрузочной способностью в 16А. УЗМ-3-63 обладают возможностью дистанционного управления посредством клемм Y1 и Y2, установленные в нижнем углу лицевой панели слева.

Между тем некоторая продукция имеет преимущество по отношению к Российскому производителю. Украинские защитные изобретения обладают цифровым дисплеем, на котором можно посмотреть информацию о состоянии электрической сети в процессе эксплуатации.

Стоимость данных аналогов не составляет большой разницы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector