Dzīvokļu, privātmāju un citu elektrificētu objektu īpašnieki bieži saskaras ar jautājumu par galveno elektrisko lielumu vērtību noteikšanu, jo nav ļoti vienkārši aprēķināt jaudu no pieļaujamās strāvas stipruma un zināmā sprieguma vai atrisināt apgriezto problēmu.
Slavenā Ohmas likuma tieša piemērošana, neņemot vērā sadzīves tīklu un ierīču īpašības, var izraisīt nepareizu rezultātu.
Šajā materiālā mēs sapratīsim, kas ir jauda, un runāsim par to, kā aprēķināt šo rādītāju.
Daudzumu pamatjēdzieni
Elektrisko aprēķinu pamatā ir labi zināmas attiecības starp strāvas stiprumu (I, ampērs), sprieguma vērtību (U, voltiem), jaudas vērtību (P, vati) un pretestību (R, omu). Praktiskiem aprēķiniem parasti ir jāzina pirmās trīs vērtības.
Mēs brīdināsim jūs, ka uzskaitīto vērtību skaitliskā izteiksme nav pietiekama - mums ir nepieciešami papildu raksturlielumi, kas atklāj enerģijas patēriņa režīmu.
Elektriskā strāva
Pietiekama vadītāju šķērsgriezuma aprēķins un ķēdes pārtraucēja vērtējums konkrētam elektrotīkla filiālei tiek veikts saskaņā ar šīs sekcijas maksimālās iespējamās strāvas vērtību. Tas ir nepieciešams, lai novērstu ugunsgrēka situāciju elektroinstalācijā, kas bieži izraisa ugunsgrēku.
Mašīnu un RCD darbības parametri tiek izvēlēti atbilstoši normatīvo aktu prasībām. Lai noteiktu pieļaujamo vadītāju šķērsgriezumu, atkarībā no maksimālās iespējamās strāvas stiprības, ir jāizmanto izstrādājumu ražotāja sniegtā tabula, jo kabeļi visbiežāk tiek ražoti saskaņā ar TU, nevis saskaņā ar GOST.
Ar vienādu marķējumu kabeļi, kas ražoti saskaņā ar GOST (pa kreisi) un TU (pa labi), atšķiras gan vizuāli, gan pēc pamatīpašībām
Tā kā no ierīču patērētās enerģijas un tīkla sprieguma ir iespējams aprēķināt elektriskās strāvas stiprumu, ir nepieciešams pareizi noteikt šo divu indikatoru vērtības.
Spriegums sadzīves tīklos
Daudzi dzīvokļu īpašnieki uzskata, ka parastais fāzes spriegums mājsaimniecības vajadzībām ir aptuveni 220 V. Vairumā gadījumu tā ir taisnība. Lai arī pēc GOST 29322-2014 no 01.10.2015. Krievijas Federācijā bija jāveic pāreja uz 230 V sistēmu, kas savietojama ar EEK valstīm
Jebkurā laika posmā ir pieļaujama 5% novirze no standarta, un 10% - laika posmā, kas nepārsniedz 1 stundu. Tādējādi saskaņā ar vecajiem noteikumiem sprieguma vērtība var svārstīties diapazonā no 198 līdz 242 V, un saskaņā ar pašreizējo GOST - no 207 līdz 253 V.
Ir arī gadījumi, kad spriegums tīklā ilgu laiku ir ievērojami zemāks par normatīvo. Šāda situācija rodas, ja filiālei pievienoto elektrisko ierīču kopējā jauda ir daudz augstāka, nekā plānots, un kad lielākā daļa no tām ir ieslēgtas, notiek “tīkla izņemšana”.
Šī problēma rodas par elektrības piegādi atbildīgo organizāciju atbildības jomā, un tā ir saistīta ar sadales transformatoru pārslodzi, apakšstaciju pasliktināšanos vai ar nepietiekamu vadu šķērsgriezumu.
Samazināts ieejas spriegums ne tikai maina strāvas stipruma parametru un iespējamo aizsardzības paklupšanu, bet arī ātri sabojājas elektriskās ierīces, kas satur asinhronos motorus vai sarežģītu elektroniku.
Lai uzzinātu reālā sprieguma vērtību, periodiski jāveic mērījumi, izmantojot voltmetru. Ja indikatori stingri “staigā”, tad ir jāizmanto stabilizators vai dārgāks pārveidotājs ar enerģijas uzkrāšanas ierīces funkciju.
Nianses elektrisko ierīču jaudas jēdzienā
Visām ierīcēm, kas patērē elektrību, ir tāds parametrs kā jauda. Jo augstāks ir šis indikators, jo vairāk enerģijas ierīce saņem no ķēdes.
Pastāv trīs enerģijas veidi:
- Aktīvs (Lpp). Tas raksturo elektriskās enerģijas pārvēršanas ātrumu citā formā, piemēram, elektromagnētiskā vai termiskajā. Tas ir jāņem vērā, aprēķinot neatgriezeniskas enerģijas izmaksas, tātad arī ierīces izmaksas. Mērvienība ir W.
- Reaktīvs (Q). Tas raksturo enerģiju, kas nāk no avota (transformatora) līdz patērētāja reaktīvajiem elementiem (kondensatoriem, motora tinumiem), bet pēc tam gandrīz uzreiz atgriežas pie avota. Mērvienība ir W vai var (dekodēšana - reaktīva uz volt-ampēru).
- Pilns (S). Tas raksturo slodzi, ko patērētājs uzliek ķēdes elementiem. To izmanto, aprēķinot kabeļa šķērsgriezuma laukumu un izvēloties mašīnu vērtējumu, tas ir, strāvas stipruma aprēķins tiek veikts ar visu elektrisko ierīču pilnu jaudu, kas savienota ar ķēdi. Mērvienība ir W vai V * A (V * A ir volt ampērs).
Visus šos parametrus var pārrēķināt, izmantojot fāzes leņķi, kas rodas starp sprieguma vektoru un strāvu (f):
Lpp = S * cos (f);
Q = S * grēks (f);
S2 = Lpp2 + Q2.
Mājsaimniecības ierīcēm, kurās kopējā jauda var ievērojami pārsniegt aktīvo, ietilpst ledusskapji, veļas mazgājamās mašīnas, dienasgaismas un dažas enerģijas taupīšanas spuldzes, kā arī barošanas elektronikas bloki.
Dzinēji parasti norāda aktīvo jaudu un koeficientu. Šajā gadījumā kopējo jaudu aprēķina šādi: S = P / cos (f) = 750 / 0,78 = 962 W
Ir arī tāda lieta kā virsotne vai sākuma jauda. Fakts ir tāds, ka motoru paātrināšanai ir vajadzīgas daudz lielākas pūles nekā to rotācijas uzturēšanai. Tāpēc, ieslēdzot tādas ierīces kā ledusskapis vai veļas mazgājamā mašīna, ķēdes sadaļā notiek īslaicīgs slodzes pieaugums.
Starta strāvas var būt vairākas reizes lielākas nekā strādājošās. Aprēķinot vajadzīgo kabeļa šķērsgriezumu un izvēloties mašīnas nominālvērtību, tas jāņem vērā.
Lai to izdarītu, jums jānosaka ierīce ar vislielākajām sākuma un darbības jaudas atšķirībām un jāpievieno tā kopējai vērtībai. Citu ierīču palaišanas strāvas var neņemt vērā, jo vienlaicīgas darbības varbūtība, iekļaujot dažādu patērētāju motorus, ir gandrīz nulle.
Lineāras un fāzes attiecības
Tagad mājsaimniecības priekšmetu savienošanas ar trīsfāžu elektrotīklu prakse ir ieguvusi popularitāti.
Tas ir pamatots šādu iemeslu dēļ:
- Ievērojams enerģijas patēriņš. Šajā gadījumā lielas fāzes vienfāzes tīkla apkopošana būs ļoti neracionāla, ņemot vērā kabeļa lielo šķērsgriezumu un transformatoru lielo materiāla patēriņu.
- Ierīču klātbūtne, kas darbojas no trim fāzēm. Ķēdes ieviešana šādas ierīces pievienošanai vienfāzes ķēdei nav ļoti vienkārša, un tā ir pilna ar traucējumiem, kas rodas, piemēram, iedarbinot indukcijas motoru.
Trīsfāzu ierīces var savienot divos veidos - “zvaigzne” un “trīsstūris”.
Elektroenerģijas pārvades shematiskas shēmas trīs fāzēs. Nosaukums “zvaigzne” un “trīsstūris”, ko viņi saņēmuši ģeometriskās līdzības dēļ ar šiem objektiem
Zvaigžņu tipa ķēdēs lineārā un fāzes strāva ir identiska, un lineārais spriegums ir 1,73 reizes lielāks par fāzes spriegumu:
Esl = Esf;
Ul = 1.73 * Uf.
Šī formula izskaidro labi zināmo sprieguma attiecību mājsaimniecības un zemsprieguma rūpnieciskajiem tīkliem ar frekvenci 50 Hz: 220/380 V (saskaņā ar jauno GOST: 230/400 V).
Savienojot trīsstūra tipu, tieši pretēji, spriegums sakrīt, un lineārās strāvas ir lielākas nekā fāzes:
Esl = 1.73 * Esf;
Ul = Uf.
Šīs formulas var izmantot tikai ar simetrisku fāzes slodzi. Ja strāvas patēriņš kabeļos ir atšķirīgs (nesabalansēts uztvērējs), tad aprēķinus veic, izmantojot vektora algebras noteikumus, un iegūto izlīdzinošo strāvu kompensē ar neitrālo vadu. Tomēr tīkliem ar savienotām ierīcēm šādi gadījumi ir reti.
Galveno daudzumu attiecības
Visizplatītākā problēma, ar kuru saskaras parastie patērētāji, ir faktiskās strāvas stipruma aprēķināšana. Tātad, kā pareizi aprēķināt strāvas stiprumu atbilstoši zināmajām sprieguma un jaudas vērtībām? Tas ir jāatrisina, pamatojot serdeņu šķērsgriezuma vērtības un mašīnas nominālvērtību, ja ir tehniskā informācija par ierīcēm, kuras darbosies šajā ķēdē.
Pēc pašreizējās stiprības aprēķināšanas bieži tiek izvēlēts kabelis ar mazāko pieļaujamo šķērsgriezumu. Tomēr tas ne vienmēr ir pareizi, jo šāds risinājums rada ievērojamus ierobežojumus, kad tīklam jāpievieno jaunas elektroierīces.
Dažreiz ir nepieciešams veikt apgrieztus aprēķinus un noteikt, kādu kopējo jaudu var savienot ar ierīcēm ar zināmu spriegumu un maksimālo pieļaujamo strāvas stiprumu, ko ierobežo esošā elektroinstalācija.
Šīs vienfāzes ķēdes problēmas var atrisināt, izmantojot vienkāršu formulu:
Es = S / U;
S = U * Es,
Kur S - visu elektrisko patērētāju kopējā redzamā jauda.
Vienfāzes ķēdes parametru aprēķināšanai piemērots diagrammas gabals, kas atspoguļo Ohmas likumu un izsaka jaudas, strāvas, sprieguma un pretestības atkarību
Lai atrisinātu problēmu, kas saistīta ar strāvas stipruma aprēķināšanu no zināmajām vai aprēķinātajām jaudas un sprieguma vērtībām trīsfāzu ķēdē, jums jāzina katrai fāzei uzliktā kopējā slodze.
Nepieciešamais kabeļu vadītāju šķērsgriezums un minimālais pieļaujamais iekārtas nominālais lielums tiek izvēlēts gar aktīvāko līniju, ņemot vērā, ka:
S = 3 * maks. {S1, S2, S3}.
Es = S / (U * 1.73).
Katrai fāzei pieļaujamo jaudu var aprēķināt pēc šādas formulas:
S1,2,3 Es * U / 1.73,
Kur Es - esošo vadu maksimālā pieļaujamā strāva.
Strāvas stipruma aprēķins pēc jaudas, lai izvēlētos kabeļa sekciju:
Elektroierīču grupu enerģijas patēriņa noteikšana kā privātmājas piemērs:
Strāvas stipruma aprēķināšanu, lai noteiktu vadu parametrus vai noteiktu pieļaujamo jaudu esošajā ķēdē, var veikt neatkarīgi. Lai pareizi atrisinātu problēmu, ir jāņem vērā nianses, kas rodas praksē, un nav tikai jāizmanto labi zināmas formulas, kas darbojas “ideālos” apstākļos.
Ja jums ir jautājumi par raksta tēmu vai arī varat papildināt šo materiālu ar interesantu informāciju, lūdzu, atstājiet savus komentārus zemāk esošajā blokā.