Как правильно рассчитывается мощность в трехфазной сети

Владельцы частных домов нередко подключают к своему жилью трехфазную сеть. Такой вариант возможен в силу разных обстоятельств, но требует убедительных обоснований для реализации. А поскольку линии электропередач (ЛЭП) передают разную силу тока, то хозяину будет полезно узнать, сколько на самом деле напряжения поступает в его дом. Рассмотрим, как рассчитывается мощность трехфазной сети. А также узнаем, как правильно ее замерить с помощью приборов.

Источник pbs.twimg.com

Как проверить свою схему подключения

Любой владелец жилья заключает договор с поставщиком энергоресурсов. К нему обязательно прилагается Акт технологического подсоединения и ответственности сторон по эксплуатации. Из содержания документа можно легко узнать свою схему подключения.

Иногда по различным причинам владелец дома не имеет доступ к этому акту. В этом случае можно напрямую обратится за разъяснениями в энергопоставляющую компанию. Но часто такой запрос затягивается, а ответ нужно получить, как можно быстрее. И обычно такая информация волнует тех, кто подключил свое жилье к трехфазной сети.

Источник i.ytimg.com

Читайте также:
Как правильно подключиться к трехфазной сети напряжением в 380 вольт

В случае с линейным подсоединением в 220 вольт все довольно просто. Один провод является фазным, другой – с нулевым потенциалом. Достаточно применить простейшую формулу (P = U × I), чтобы узнать мощность в сети. Но в этих знаниях обывателю и нет необходимости, поскольку буквально все бытовые приборы в этом плане однотипны.

Другое дело, когда есть нужда подключить в своих целях асинхронный двигатель. Для его полноценной работы линейного напряжения не хватит. Нужна более мощная электрическая сеть. Но если она уже имеется, то крайне полезно знать способ ее подсоединения.

Источник zadocs.ru

Вариантов подключения много. Но на практике обычно применяются только два – звезда или треугольник. В зависимости от выбранного, мощность трехфазного тока может несколько меняться. Когда подключение выполняется по четырем проводам (три фазы и ноль), то выбирают треугольник. Если дополнительно присутствует еще и жила заземления – звезду.

Формулы для расчета и примеры

Для самых точных расчетов всегда учитывают реактивную нагрузку. Ее имеют все индуктивные приборы. То есть те, которые в своей конструкции используют обмотку. Это электродвигатели, трансформаторы, дроссели. Также реактивная мощность зависит и от емкостной нагрузки, которую имеют конденсаторы.

Перед проведением расчетов нужно просто запомнить:

• Резистор берет на себя только активную мощность. Впоследствии она выделяется в виде света или тепла.
• Катушка индуктивности провоцирует реактивную реакцию, которая выражается в виде магнитного поля.
• Конденсатор вырабатывает реактивное сопротивление.

Рассчитать мощность трехфазной сети можно по формуле:

P = (U1 × I1 × cosϕ1) + (U2 × I2 × cosϕ2) + (U3 × I3× cosϕ3)

Источник rusenergetics.ru

U и I – это напряжение и сила тока. Цифры обозначают порядковый номер фазы (у нас их три). А cosϕ – коэффициент мощности, который находят перемножением друг на друга активной и реактивной нагрузки. Первая величина обычно считается постоянной – 1.

В большинстве случаев реактивная нагрузка в сети очень незначительна. Поэтому коэффициенту присуждается значение – 0,95. Это работа электроплиты, обогревателя, лампочек накаливания, электрочайника. Но если к сети подключить сварочный аппарат или насос с мощным двигателем, реактивная нагрузка уже будет значительно отличаться. А для простоты расчетов, при использовании таких агрегатов, коэффициенту присуждают значение – 0,8.

Если рассматривать каждую фазу, как отдельную линейную нагрузку, то можно значительно сократить расчет мощности трехфазной сети. Ведь можно считать, что по каждой фазе идет напряжение в 220 вольт. И сила тока для всех линий одинакова.

Поэтому формула мощности трехфазного тока упрощается:

P = 3 × 220 × I × cosϕ

Чтобы узнать силу тока, необходимо найти значение сопротивления (R) сети. И тогда можно воспользоваться формулой: I = U / R. Напряжение (U) берется линейное – 220 вольт.

Источник asset.conrad.com

Читайте также:
Правильное подключение трехфазного счетчика – в зависимости от его разновидности

Измерение мощности и силы тока

Как уже видно, остается подставить значение коэффициента и найти силу тока. Можно опять обратится к вышеупомянутому Акту. Но лучше всего произвести самостоятельные замеры. Хотя бы при помощи обычного мультиметра. Заодно и проверить – одинаковая ли сила тока на каждой фазе.

Если она будет отличаться, то придется применять первую, более сложную, формулу мощности трехфазного тока. И тогда расчеты будут намного точнее. Но иногда намного проще воспользоваться ваттметром. Этот измерительный прибор часто монтируют в современные устройства для учета электроэнергии. И в этом случае все показания по каждой фазе можно увидеть на специальном дисплее.

А имея обычный ваттметр для однофазной сети, можно:

• Подключить его к любой трехфазной линии, если при подсоединении использовалась звезда с нулем, а нагрузка симметрична. После снятий показаний, их умножают на 3.
• Для несимметричной нагрузки потребуются три ваттметра (на каждую линию), а все результаты суммируются.
• Для треугольника нужны только два ваттметра. Показания также суммируются.

Чаще всего в быту практикуется подсоединение с симметричной нагрузкой. Так и учет вести проще, и параметры сети улучшаются. Поэтому в основном для измерений первый вариант самый актуальный.

Источник konspekta.net

Заключение

Расчет мощности трехфазного тока необходим в случае подключения к сети сложных приборов индуктивного типа. К таким причисляются все асинхронные электродвигатели и различные трансформаторы. Например, сварочный аппарат работает по индуктивному принципу.

Для точных расчетов используют сложные формулы. При этом последовательно высчитывают все параметры каждой фазной линии. Такие вычисления больше подходят для производства. Для бытовых целей все расчеты значительно упрощаются, поскольку уже известны все допустимые средние значения коэффициентов. И минимальная погрешность в результатах не отразиться на работоспособности аппаратуры, подключенной к трехфазной сети.