Kaip apskaičiuoti galią, srovę ir įtampą: buitinių sąlygų skaičiavimo principai ir pavyzdžiai

Butų, privačių namų ir kitų elektrifikuotų objektų savininkai dažnai susiduria su pagrindinių elektros dydžių verčių nustatymo klausimu, nes apskaičiuoti galią pagal leistiną srovės stiprumą ir žinomą įtampą arba išspręsti problemą nėra labai lengva. atvirkštinė problema.

Tiesioginis gerai žinomo Ohmo įstatymo taikymas, neatsižvelgiant į buitinių tinklų ir įrenginių ypatybes, gali lemti neteisingą rezultatą.

Šioje medžiagoje mes suprasime, kas yra galia, ir pasakysime, kaip apskaičiuoti šį rodiklį.

Pagrindinės kiekių sąvokos

Elektriniai skaičiavimai pagrįsti gerai žinomais ryšiais tarp srovės (I, Ampere), įtampos (U, Volt), galios vertės (P, vatai) ir varžos (R, Ohm). Praktiniams skaičiavimams paprastai reikia žinoti pirmųjų trijų vertes.

Įspėjame, kad pateiktų reikšmių skaitinių išraiškų nepakanka – reikia papildomų charakteristikų, kurios atskleidžia energijos suvartojimo režimą.

Elektros srovės stiprumas

Konkrečios elektros tinklo šakos laidininkų pakankamo skerspjūvio ir grandinės pertraukiklio nominalios vertės apskaičiavimas atliekamas pagal didžiausios galimos srovės vertę šiai atkarpai. Tai būtina, kad laidai neužsidegtų, o tai dažnai sukelia gaisrą.

Darbininkai mašinos parametrai ir RCD parenkami pagal norminius reikalavimus.Norint nustatyti leistiną gyslų skerspjūvį priklausomai nuo didžiausios galimos srovės stiprio, būtina naudoti gaminio gamintojo pateiktą lentelę, nes dažniausiai kabeliai gaminami pagal specifikacijas, o ne pagal GOST.

Turėdami tuos pačius ženklus, kabeliai, pagaminti pagal GOST (kairėje) ir TU (dešinėje), skiriasi tiek vizualiai, tiek pagrindinėmis savybėmis.

Kadangi elektros srovės stiprumą galima apskaičiuoti pagal įrenginių sunaudotą galią ir tinklo įtampą, būtina teisingai nustatyti šių dviejų rodiklių reikšmes.

Buitinė įtampa

Daugelis butų savininkų mano, kad standartinė fazinė įtampa namų ūkio reikmėms yra maždaug 220 V. Daugeliu atvejų tai tiesa. Nors GOST 29322-2014 nuo 2015-10-01 Rusijos Federacijoje turėjo būti pereita prie 230 V sistemos, suderinamos su EEB šalimis.

5% nuokrypis nuo standarto yra priimtinas bet kuriam laikotarpiui, o 10% - ne ilgesniam kaip 1 valandos laikotarpiui. Taigi, pagal senąsias taisykles, įtampos vertė gali svyruoti nuo 198 iki 242 V, o pagal dabartinį GOST - nuo 207 iki 253 V.

Taip pat yra atvejų, kai įtampa tinkle ilgą laiką yra žymiai mažesnė nei standartinė. Tokia situacija susidaro tada, kai bendra elektros prietaisų, prijungtų prie atšakos, galia yra daug didesnė nei planuota ir kai dauguma jų įjungiami, įvyksta „tinklo išjungimas“.

Ši problema kyla už elektros energijos tiekimą atsakingų organizacijų atsakomybės srityje ir yra susijusi su skirstomųjų transformatorių perkrova, pastočių gedimu ar nepakankamu laidų skerspjūviu.

Sumažėjusi įėjimo įtampa lemia ne tik srovės parametro pasikeitimą ir galimą apsaugos suveikimą, bet ir greitą elektros prietaisų, turinčių asinchroninius elektros variklius ar sudėtingą elektroniką, gedimą.

Norėdami išsiaiškinti prasmę tikroji įtampa periodiškai reikia atlikti matavimus naudojant voltmetrą. Jei rodikliai labai svyruoja, būtina naudoti stabilizatorius arba brangesnis keitiklis su elektros kaupimo funkcija.

Elektrinių prietaisų galios sampratos niuansai

Visi elektros energiją vartojantys įrenginiai turi tokį parametrą kaip galia. Kuo didesnis šis indikatorius, tuo daugiau energijos įrenginys paima iš grandinės.

Yra trys galios tipai:

• Aktyvus (P). Apibūdina elektros energijos pavertimo kita forma, pavyzdžiui, elektromagnetine arba šilumine, greitį. Į jį reikia atsižvelgti skaičiuojant negrįžtamus elektros energijos sąnaudas, taigi ir įrenginio eksploatavimo išlaidas. Matavimo vienetas – W.
• Reaktyvus (K). Apibūdina energiją, kuri ateina iš šaltinio (transformatoriaus) į reaktyviuosius vartotojo elementus (kondensatorius, variklio apvijas), bet po to beveik akimirksniu grįžta į šaltinį. Matavimo vienetas yra W arba var (aiškinimas reaktyvusis voltas-amperas).
• Pilnas (S). Apibūdina apkrovą, kurią vartotojas nustato grandinės elementams. Jis naudojamas apskaičiuojant kabelio skerspjūvio plotą ir pasirenkant mašinų reitingą, tai yra, srovės stipris apskaičiuojamas pagal visą prie grandinės prijungtų elektros prietaisų galią. Matavimo vienetas yra W arba V*A (V*A – voltų amperai).

Visus šiuos parametrus galima perskaičiuoti pagal fazės kampą, susidarantį tarp įtampos vektoriaus ir srovės (f):

P = S *cos (f);

K = S *nuodėmė (f);

S² = P² + K².

Buitiniai prietaisai, kurių bendra galia gali gerokai viršyti aktyviąją galią, yra šaldytuvai, skalbimo mašinos, fluorescencinės ir kai kurios energiją taupančios lempos, taip pat galios elektronikos blokai.

Ant variklių paprastai nurodoma aktyvioji galia ir koeficientas. Šiuo atveju bendra galia apskaičiuojama taip: S = P / cos(f) = 750 / 0,78 = 962 W

Taip pat yra toks dalykas kaip didžiausia arba pradinė galia. Faktas yra tas, kad pagreitinti variklius reikia daug daugiau pastangų nei išlaikyti jų sukimąsi. Todėl, kai įjungiate tokius prietaisus kaip šaldytuvas ar skalbimo mašina, tam tikroje grandinės dalyje atsiranda trumpalaikis apkrovos padidėjimas.

Paleidimo srovės gali būti kelis kartus didesnės nei darbinės srovės. Skaičiuojant reikalingą kabelių sekcijos Renkantis mašinos nominalią vertę, reikia į tai atsižvelgti.

Norėdami tai padaryti, turite nustatyti įrenginį, kurio paleidimo ir veikimo galios skirtumas yra didžiausias, ir pridėti jį prie bendros vertės. Kitų įrenginių paleidimo srovių galima nepaisyti, nes skirtingų vartotojų variklių vienu metu suaktyvinimo tikimybė yra praktiškai lygi nuliui.

Tiesiniai ir faziniai ryšiai

Šiais laikais plačiai paplito namų apyvokos objektų prijungimo prie trifazių elektros tinklų praktika.

Tai pateisinama dėl šių priežasčių:

• Didelis energijos suvartojimas. Šiuo atveju didelės galios vienfazio tinklo prijungimas bus labai neracionalus dėl didelio kabelio skerspjūvio ir didelių transformatoriaus medžiagų sąnaudų.
• Įrenginių, veikiančių trimis fazėmis, prieinamumas. Tokio įrenginio prijungimo prie vienfazės grandinės grandinės įgyvendinimas nėra labai paprastas ir yra kupinas trikdžių, atsirandančių, pavyzdžiui, paleidžiant asinchroninį variklį.

Yra du būdai prijungti trifazius įrenginius - „žvaigždė“ ir „trikampis“.

Trijų fazių energijos perdavimo scheminės schemos. Jie gavo pavadinimą „žvaigždė“ ir „trikampis“ dėl savo geometrinio panašumo su šiais objektais

Žvaigždės tipo grandinėse linijinės ir fazės srovės yra identiškos, o linijinė įtampa yra 1,73 karto didesnė už fazės įtampą:

aš_l = aš_f;

U_l = 1.73 * U_f.

Ši formulė paaiškina žinomą įtampos santykį buitiniams ir žemos įtampos pramoniniams tinklams, kurių dažnis yra 50 Hz: 220 / 380 V (pagal naują GOST: 230 / 400 V).

Priešingai, su trikampiu jungtimi, įtampa yra tokia pati, o linijinės srovės yra didesnės nei fazių srovės:

aš_l = 1.73 * aš_f;

U_l = U_f.

Šios formulės gali būti naudojamos tik esant simetrinėms fazinėms apkrovoms. Jei srovės suvartojimas per kabelius yra skirtingas (nesubalansuotas imtuvas), tada skaičiavimai atliekami naudojant vektorinės algebros taisykles, o susidariusi išlyginamoji srovė kompensuojama nuliniu laidu. Tačiau tinklams su prijungta buitine technika tokie atvejai yra reti.

Ryšys tarp pagrindinių dydžių

Dažniausia užduotis, su kuria susiduria paprasti vartotojai, yra faktinės srovės stiprumo apskaičiavimas. Taigi, kaip teisingai apskaičiuoti amperą pagal žinomas įtampos ir galios vertes? Būtina tai išspręsti pagrindžiant šerdies skerspjūvio vertes ir mašinos įvertinimą, turint techninę informaciją apie įrenginius, kurie bus maitinami šioje grandinėje.

Apskaičiavus srovę dažnai pasirenkami mažiausio leistino skerspjūvio kabeliai. Tačiau tai ne visada teisinga, nes toks sprendimas sukelia didelių apribojimų, kai reikia į tinklą įtraukti naujų elektros prietaisų.

Kartais reikia atlikti atvirkštinius skaičiavimus ir nustatyti, kokią bendrą galią galima prijungti prie prietaisų, kurių įtampa yra žinoma ir didžiausia leistina srovė, kurią riboja esami laidai.

Šias dvi vienfazės grandinės problemas galite išspręsti naudodami paprastą formulę:

aš = S / U;

S = U * aš,

Kur S – suminė visų elektros vartotojų galia.

Vienfazės grandinės parametrams apskaičiuoti tinka skritulinė diagrama, atspindinti Omo dėsnį ir išreiškianti galios, srovės, įtampos ir varžos priklausomybę.

Norėdami išspręsti srovės apskaičiavimo problemą naudojant žinomas arba apskaičiuotas galios ir įtampos vertes trifazėje grandinėje, turite žinoti bendrą kiekvienos fazės apkrovą.

Tiek reikiamas kabelių gyslų skerspjūvis, tiek minimalus leistinas mašinos įvertinimas parenkami pagal apkrovą, atsižvelgiant į tai, kad:

S = 3 * max{S₁, S₂, S₃}.

aš = S / (U * 1.73).

Kiekvienos fazės leistiną galią galima apskaičiuoti pagal šią formulę:

S_1,2,3 aš * U / 1.73,

Kur aš – didžiausia leistina esamų laidų srovė.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Srovės stiprumo apskaičiavimas pagal galią pasirenkant kabelio skerspjūvį: