Меню

3 х фазный счетчик расчет потребления



Расчет мощности трехфазной сети

Количество потребленной энергии в сети однофазного тока определяется простейшими расчетами, это не вызывает затруднений. Расчет мощности трехфазной сети сопряжен с некоторыми трудностями:

  • Наличие трех фаз вместо одной;
  • Различные схемы соединения потребителей – «звезда» или «треугольник»;
  • Симметрия или ее отсутствие при распределении нагрузки по фазам.

Как узнать свою схему

Для правильного определения и расчета мощности требуется знание нескольких факторов:

  • Количества фаз питания;
  • Способа соединения потребителей.

При однофазном подключении используется два провода:

Для трехфазной сети характерно наличие трех или четырех проводников (подключение с заземленной нейтралью). При этом используется две различных схемы включения:

  • «Треугольник». Каждая нагрузка подсоединяется с двумя соседними. Напряжение каждой фазы подводится к точкам соединения потребителей.
  • «Звезда». Все три потребителя соединяются в одной точке. Ко вторым концам подключаются фазы питания. Это схема с изолированной нейтралью. В схеме с заземленной нейтралью точка соединения потребителей подключается к нулевому проводнику.

Трёхфазное или однофазное подключение

В зависимости от того, какой тип подключения используют, определение потребляемой мощности производится по-разному.

В однофазной сети потребляемая энергия считается по простейшей формуле:

где cosϕ – коэффициент мощности, характеризующий сдвиг фаз между током и напряжением в реактивной нагрузке.

Мощность 3 х фазной сети является суммой потребления по каждой фазе в отдельности. Формула мощности 3 х фазного тока имеет следующий вид:

Pобщ=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc,

где U, I, cosϕ – напряжение, сила тока и коэффициент мощности в каждой фазе, соответственно.

К сведению. Видно, что в общем случае трехфазное соединение требует большее количество приборов учета.

Иногда посчитать потребление энергии можно по упрощенному варианту. При симметричном потреблении, например, при подключении асинхронного двигателя, токи потребления одинаковы, и формула принимает следующий вид:

где:

  • Uф, Iф – фазные напряжение и ток;
  • Uл, Iл – линейные напряжение и ток.

Характеристики трехфазной системы

Трехфазная система электропитания характеризуется несколькими значениями напряжения и тока. Все зависит от того, между какими точками схемы производятся измерения:

  • между фазным проводом и нейтралью – фазное напряжение Uф;
  • между отдельными фазами – линейное Uл.

Соотношение между данными параметрами:

При симметричном распределении нагрузки токи во всех проводах равны. В четырехпроводной схеме (с заземленным нулем) ток в нулевом проводнике отсутствует, поэтому даже при обрыве нуля сеть продолжает нормально функционировать.

В том случае, когда потребление энергии по фазам различается, в нейтральном проводе протекает некоторый ток. Полный обрыв нейтрального проводника вызывает перекос фаз, поэтому напряжение на проводах может измениться в диапазоне от нуля до линейного.

Реактивный характер нагрузки учитывается коэффициентом мощности cosϕ. Данная величина пришла из теории комплексных чисел, которые используются, когда необходимо рассчитать параметры цепей переменного тока. В случае активной нагрузки cosϕ=1, но, чем более реактивный характер имеют потребители, тем больше коэффициент уменьшается, показывая, как снижается реальная мощность относительно полной.

Важно! Поэтому для правильного расчета и уменьшения нагрузки на генераторное оборудование в реактивных цепях устанавливают корректоры коэффициента мощности. Цепи с корректором приближают коэффициент cosϕ к единице.

Пример расчёта мощностных показателей

Наиболее простым примером может считаться расчет потребления энергии симметричной нагрузкой. Сколько будет потреблять электроэнергии трехфазный асинхронный двигатель, подключенный в сеть с линейным напряжением 380 В, и потребляющий ток 10 А по каждой фазе? Коэффициент мощности cosϕ=0.76. Тогда потребляемая мощность равна:

Более сложный расчет бытовой сети:

  • Фазное напряжение – 220 В;
  • Потребление по линиям – 10 А, 5 А, 2 А;
  • Первые две фазы подключены к активной нагрузке (электроплита, чайник);
  • Третья нагружена на люминесцентные светильники с cosϕ=0,5.

Pобщ=Uа∙Iа∙cosϕа+ Ub∙Ib∙cosϕb+ Uc∙Ic∙cosϕc=220∙10+220∙5+220∙2∙0,5=3520 ВА.

Используя онлайн калькулятор расчетов, можно избавиться от большинства ошибок и сократить время вычислений. Требуется лишь правильно ввести данные по текущим параметрам

Измерение мощности ваттметром

Мощность потребления трехфазного тока измеряют, используя ваттметры. Это может быть специальный ваттметр, для 3-х фазной сети, либо однофазный, включенный по определенной схеме. Современные приборы учета электроэнергии часто выполняются по цифровой схемотехнике. Такие конструкции отличаются высокой точностью измерений, большими возможностями оперирования с входными и выходными данными.

Варианты измерений:

  • Соединение «звезда» с нулевым проводником и симметричная нагрузка – измерительный прибор подключается к одной из линий, считанные показания умножаются на три.
  • Несимметричное потребление тока в соединении «звезда» – три ваттметра в цепи каждой фазы. Показания ваттметров суммируются;
  • Любая нагрузка и соединение «треугольник» – два ваттметра, подключенных в цепь любых двух нагрузок. Показания ваттметров также суммируются.

На практике всегда стараются выполнить нагрузку симметричной. Это, во-первых, улучшает параметры сети, во-вторых, упрощает учет электрической энергии.

Видео

Источник

kd150kv.org

Сайт о проблемах электроснабжения

Погода на завтра.

Реклама

Поиск в блоге

Категории в блоге

Заметки блога

Расчеты

Статья рассчитана на тех, кто имеет познания в электротехнике в объеме средней школы и желает ознакомиться с применением электротехнических расчетов в некоторых случаях повседневной жизни. Отзывы и пожелания по добавлению других расчетов просьба писать в комментариях.

Содержание разделов:

  1. Расчет величины переменного электрического тока при однофазной нагрузке.
  2. Расчет величины постоянного электрического тока.
  3. Расчет величины переменного электрического тока при трехфазной нагрузке.
  4. Расчет тока в нейтральном проводе при неравномерной активной трехфазной нагрузке.
  5. Расчет мощности по счетчику.
  6. Выбор автоматического выключателя.
  7. Выбор проводов и кабелей до 0,4 кВ.

1. Расчет величины переменного электрического тока при однофазной нагрузке.

Предположим, что у нас обычный дом или квартира в которой имеется электрическая сеть переменного тока напряжением 220 вольт.

В доме имеются электроприборы:

1. Для освещения дома установлены 5 электролампочек по 100 ватт каждая и 8 электролампочек мощностью 60 ватт каждая. 2. Электродуховка, мощностью 2 киловатта или 2000 ватт. 3. Телевизор, мощностью 0,1 киловатт или 100 ватт. 4. Холодильник, мощностью 0,3 киловатта или 300 ватт. 5. Стиральная машина мощностью 0,6 киловатт или 600 ватт. Нас интересует, какой ток будет протекать на вводе в наш дом или квартиру при одновременной работе всех вышеперечисленных электроприборов и не повредится ли наш электросчетчик, рассчитанный на ток 20 ампер?

Расчет: 1, Определяем суммарную мощность всех приборов: 500 + 480 + 2000 + 100 + 300 + 600 = 3980 ватт 2. Ток, протекающий в проводе при такой мощности определяется по формуле:

где: I — ток в амперах (А) Р — мощность в ваттах (Вт) U — напряжение в вольтах (В) cos φ — коэффициент мощности (для бытовых электросетей можно принять 0,95) Подставим числа в формулу: І = 3980 /220 * 0,95 = 19,04 А Вывод: Счетчик выдержит, так как ток в цепи меньше 20 А. Для удобства пользователей ниже приведена форма расчета тока.

Вам следует ввести в соответствующие поля формы суммарное значения мощности в ваттах всех ваших электроприборов, напряжение в вольтах, обычно 220 и коэффициента мощности, 0,95 для бытовой нагрузки, нажать кнопку «Вычислить» и в поле «Ток» появится величина тока в амперах. Если у вас нагрузка в киловаттах, следует перевести ее в ватты, для чего умножить на 1000. Для очистки введенного значения мощности следует нажать кнопку «Очистить». Очистку введенных по умолчанию значений напряжения и косинуса следует произвести клавишей delete переместив курсор в соответствующую ячейку (при необходимости).

Форма расчета для определения тока при однофазной нагрузке.

Такой же расчет можно выполнить для торговой точки, гаража или любого объекта, имеющего однофазный ввод. А как быть, когда известен ток, который мы определили при помощи токоизмерительных клещей или амперметра, а нам необходимо знать подключенную мощность?

Преобразуем формулу расчета тока в расчет мощности.

Для того, чтобы не пользоваться калькулятором, просто вводим свои числа в нижеприведенную форму и нажимаем кнопку «Вычислить».

Форма расчета для определения мощности при однофазной нагрузке.

А какое значение cos φ для других токоприемников? (Внимание! Значения косинуса фи у Вашего оборудования могут отличаться от указанных): Лампы накаливания и электронагревательные приборы с нагревом сопротивлением (cosφ ≈ 1,0) Асинхронные двигатели, при неполной загрузке (cosφ ≈ 0,5) Выпрямительные электролизные установки (cosφ ≈ 0,6) Электродуговые печи (cosφ ≈ 0,6) Индукционные печи (cosφ ≈ 0,2-0,6) Водяные насосы (cosφ ≈ 0,8) Компрессоры (cosφ ≈ 0,7) Машины, станки (cosφ ≈ 0,5) Сварочные трансформаторы (cosφ ≈ 0,4) Лампы дневного света, подключенные через электромагнитный дроссель (cosφ ≈ 0,5-0,6)

2. Расчет величины постоянного электрического тока.

Постоянный ток для быта применяется в основном в электронных приборах, а также в бортовой электросети автомобиля. Допустим, вы решили установить дополнительную фару в автомобиле с лампой мощностью 60 ватт и подключить ее от фары ближнего света. И сразу же возникает вопрос — выдержит ли существующий предохранитель на 10 ампер для фары ближнего света при подключении еще одной фары?

Читайте также:  Liveinternet счетчик для группы сайтов

Расчет: Предположим, что мощность лампы фары ближнего света 65 ватт. Подсчитаем ток по формуле:

где: I — ток в амперах (А) Р — мощность в ваттах (Вт) U — напряжение в вольтах (В)

Как мы видим, в отличие от формулы для переменного тока — cos φ — здесь нет. Подставим числа в формулу: І = 65 /12 = 5,42 А 65 Вт — мощность лампы 12 В — напряжение в бортовой сети автомобиля 5,42 А — ток в цепи лампы. Мощность двух ламп в основной и дополнительной фарах составит 60+65 = 125 вт І = 125/12 = 10,42 А Вывод: При подключении 2-х фар, предохранитель, рассчитанный на 10 А может не выдержать, поэтому его желательно заменить на ближайший с большим током уставки. Перед заменой необходимо проверить величину длительно допустимого тока для провода этой цепи, причем ток срабатывания предохранителя должен быть меньше длительно допустимого тока провода.

Для удобства пользователей ниже приведена форма расчета тока. Вам следует ввести в соответствующие поля формы суммарное значения мощности в ваттах всех ваших электроприборов, напряжение в вольтах, нажать кнопку «Вычислить» и в поле «Ток» появится величина тока в амперах. Для очистки следует нажать кнопку «Очистить». Форма расчета для определения постоянного тока.

3. Расчет величины переменного электрического тока при трехфазной нагрузке.

Теперь предположим, что нас обычный дом или квартира в которой имеется электрическая сеть переменного тока напряжением 380/220 вольт. Почему указываются два напряжения — 380 В и 220 В? Дело в том, что при подключении к трехфазной сети в ваш дом заходят 4 провода — 3 фазы и нейтраль (по старому — ноль).

Так вот, напряжение между фазными проводами или иначе — линейное напряжение будет 380 В, а между любой из фаз и нейтралью или иначе фазное напряжение будет 220 В. Каждая из трех фаз имеет свое обозначение латинскими литерами А, В, С. Нейтраль обозначается латинской N.

Таким образом, между фазами А и В, А и С, В и С — будет напряжение 380 В. Между А и N, В и N, С и N будет 220 В и к этим проводам можно подключать электроприборы напряжением 220 В, а значит в доме может быть как трехфазная, так и однофазная нагрузка.

Чаще всего, есть и та и та и ее называют смешанной нагрузкой.

Для начала посчитаем ток при чисто трехфазной нагрузке.

В доме имеются трехфазные электроприборы:

1. Электродвигатель, мощностью 3 киловатта или 3000 ватт.

2. Электроводонагреватель, мощностью 15 киловатт или 15000 ватт.

Вообще-то трехфазные нагрузки принято считать в киловаттах, поэтому, если они записаны в ваттах, их следует разделить на 1000. Нас интересует, какой ток будет протекать на вводе в наш дом или квартиру при одновременной работе всех вышеперечисленных электроприборов и не повредится ли наш электросчетчик, рассчитанный на ток 20 ампер?

Расчет: Определяем суммарную мощность всех приборов: 3 кВт + 15 кВт = 18 кВт 2. Ток, протекающий в фазном проводе при такой мощности определяется по формуле:

где: I — ток в амперах (А) Р — мощность в киловаттах (кВт) U — линейное напряжение, В cos φ — коэффициент мощности (для бытовых электросетей можно принять 0,95) Подставим числа в формулу: = 28,79 А

Вывод: Счетчик не выдержит, поэтому нужно заменить на ток не менее 30 А. Для удобства пользователей ниже приведена форма расчета тока.

Для того, чтобы не пользоваться калькулятором, просто вводим свои числа в нижеприведенную форму и нажимаем кнопку «Вычислить».

Форма расчета для определения тока при трехфазной нагрузке.

А как быть, когда известен ток трехфазной нагрузки (одинаковый для каждой из фаз), который мы определили при помощи токоизмерительных клещей или амперметра, а нам необходимо знать подключенную мощность?

Преобразуем формулу расчета тока в расчет мощности.

Для того, чтобы не пользоваться калькулятором, просто вводим свои числа в нижеприведенную форму и нажимаем кнопку «Вычислить».

Форма расчета для определения мощности при трехфазной нагрузке.

Теперь посчитаем ток при смешанной трехфазной и однофазной нагрузках.

Итак в дом заведены 3 фазы и электрик, производящий монтаж электропроводки должен стремиться к тому, чтобы фазы были нагружены равномерно, хотя так получается далеко не всегда.

В нашем доме получилось, к примеру, так: — фаза А и нейтраль с напряжением между ними, как мы уже знаем — 220 В заведены в гараж и скважину а также освещение двора, общая нагрузка — 12 лампочек по 100 ватт, электронасос 0,7 кВт или 700 ватт. — фаза В и нейтраль с напряжением между ними — 220 В заведены в дом, общая нагрузка 1800 ватт. — фаза С и нейтраль с напряжением между ними — 220 В заведены в летнюю кухню, общая нагрузка электропечки и ламп — 2,2 кВт.

Имеем однофазные нагрузки: по фазе А нагрузку 1900 ватт, по фазе В — 1800 ватт, по фазе С — 2200 ватт, суммарно по трем фазам 5,9 кВт. Кроме того, на схеме показаны и трехфазные нагрузки 3 кВт и 15 кВт, а значит общая мощность смешанной нагрузки составит 23,9 кВт.

Вводим по очереди значения этих мощностей в форму расчета при однофазной нагрузке с напряжением 220 В и вычисляем токи.

Для фазы А будет — 9,09 А, для В — 8,61 А, для С — 10,53 А. Но у нас по проводам всех трех фаз уже проходит ток трехфазной нагрузки, поэтому, чтобы узнать суммарное значение тока в каждой из фаз, надо просто сложить токи трехфазной и однофазной нагрузок. Фаза А 28,79 А + 9,09 А = 37,88 А Фаза В 28,79 А + 8,61 = 37,40 А Фаза С 28,79 А + 10,53 = 39,32 А. Наибольший ток смешанной нагрузки в фазе С.

А как быть, когда известен ток смешанной трехфазной нагрузки (разный для каждой из фаз), который мы определили при помощи токоизмерительных клещей или амперметра, а нам необходимо знать подключенную мощность?

В таком случае необходимо определить потребляемую мощность каждой из трех фаз по форме расчета для определения мощности при однофазной нагрузке и затем просто сложить эти мощности, что и даст нам общую мощность смешанной трехфазной нагрузки. Воспользовавшись примером для смешанной нагрузки, мы видим, что общий ток по фазе А составил 37,88 А, фазе В — 37,40 А, фазе С — 39,32 А.

По форме расчета для определения мощности при однофазной нагрузке определим потребляемые мощности каждой из фаз, не забывая переводить ватты в киловатты путем деления на тысячу. Фаза А — 7,9 кВт, фаза В — 7,8 кВт, фаза С — 8,2 кВт.

Сложим три мощности и получим 23,9 кВт — то же значение мощности, что и в примере.

4. Расчет тока в нейтральном проводе при неравномерной активной трехфазной нагрузке.

Довольно часто возникает необходимость узнать величину тока в нейтральном (по-старому нулевом) проводе при неравномерной нагрузке в трехфазной сети. Существующие методы графический или математический очень неудобны.

Графический – из-за необходимости чертежных работ, а математический — по причине необходимости применения комплексных чисел и логарифмов.

Пришлось разработать простой порядок расчета в котором, для наглядности, показан графический метод, но сам расчет выполнен тригонометрическим методом.

Итак, посмотрим схему трехфазной сети на которой, в качестве примера, токи в фазах А, В и С равны 10, 30 и 20 А соответственно.

На векторной диаграмме слева мы видим векторы этих токов и добавленные вертикальную ось Y и горизонтальную ось Х. В правой части диаграммы показано сложение этих векторов путем переноса параллельно самим себе и присоединения начала следующего вектора к окончанию предыдущего.

Вектор тока в нейтральном проводе I N, полученный как результат сложения показан вместе со своими проекциями на ось Х — I NX и ось Y — I NY.

Тригонометрический расчет мы начнем как раз с определения проекций тока в нейтральном проводе путем суммирования проекций токов фаз А, В и С на оси X и Y.

Читайте также:  Canon mp250 сброс счетчик чернил

Так, проекцию тока фазы В на ось Х — I BХ можно считать катетом, величина которого является произведением полного значения тока I B (гипотенузы) на косинус угла 30 0 .

I BХ = I B · cos30 0 , подставив значения – получим I BХ = 30 · 0,866025 = 25,98

Проекцию тока фазы В на ось Y — I BY можно считать вторым катетом, величина которого является произведением полного значения тока I B (гипотенузы) на косинус угла 60 0 , но при этом, глядя на векторную диаграмму, следует учесть, что эта проекция находится в области отрицательных значений оси Y, поэтому для получения отрицательного числа добавляем в формулу (-1).

I BY = I B · cos60 0 · (-1), подставив значения – получим I BY = 30 · 0,5 · (-1) = — 15.

Для фазы С все проекции находятся в области отрицательных значений и по аналогии с фазой В формулы расчета будут следующими:

I CX = I C · cos30 0 · (-1), подставив значения – получим I CX = 20 · 0,866025 · (-1) = — 17,32.

I CY = IC · cos60 0 · (-1), подставив значения – получим I CY = 20 · 0,5 · (-1) = — 10.

C фазой А совсем просто.

I AX = 0, I AY = 10.

Сложив все проекции по оси Х, мы получим Х – проекцию тока в нейтральном проводе, а по оси Y, его Y — проекцию.

I NX = I AX + I BX + I CX = 0 + 25,9875 – 17,3205 = 8,66.

I NY = I AY + I BY + I CY = 10 — 15 – 10 = -15.

Полное значение тока в нейтральном проводе вычисляем по теореме Пифагора как корень квадратный от суммы квадратов катетов I NX и I NY.

Для удобства пользователей ниже приведена форма расчета тока в нейтральном проводе.

Чтобы произвести расчет необходимо ввести значения токов в фазах А, В, С и нажать кнопку «Вычислить».

В случае, если нам известны только мощности по каждой фазе, значения токов в фазе А,В и С можно узнать введя значения мощностей в форму расчета тока при однофазной нагрузки, которая размещена в начале статьи. При этом не забываем, что косинус фи для активной нагрузки равен единице.

Конечно, можно было бы разработать расчет в котором учитывались бы и реактивные нагрузки, но это привело бы к его значительному усложнению, да и к тому же подавляющая часть нагрузок в обычных сетях является активной, потому значащих отклонений реальных токов от полученных в данном расчете быть не должно.

5. Расчет мощности по счетчику.

Мы уже знаем как определить величину подключенной электрической мощности (нагрузки), если известны мощности каждого электроприбора или величина тока одно- или трехфазной нагрузки, измеренная амперметром или токоизмерительными клещами.

Но чаще всего бывает так, что табличек с указанием мощности на электроприборах нет, амперметров или токоизмерительных клещей тоже нет, а из измерительных приборов есть только электросчетчик.

Его-то нам и вполне достаточно, чтобы определить мощность, причем двумя методами. Но, для начала, вспомним, что такое электроэнергия, которую считает счетчик. Если подключить электроприбор мощностью 1 кВт на 1 час, то счетчик посчитает 1 кВт.час, то есть 1 киловатт умноженный на 1 час. Соответственно при нагрузке 0,5 кВт за 2 часа получится тоже 1 кВт.ч., а при нагрузке 3 кВт за 4 часа получится потребленная электроэнергия — 12 кВт.ч. ну и так далее и тому подобное.

Итак, воспользуемся первым методом. Допустим, показание счетчика в 9 часов утра было 45684 а в 21 час вечера того же дня стало 45708. Разница между последним и первым показанием составила 24 кВт.ч. Таким образом, за 12 часов средняя потребляемая мощность была 24 кВт.ч : 12 часов = 2 кВт. Средней эта мощность является потому, что за это время обычно одни электроприборы включаются а другие выключаются.

Не имеет значения, по какому счетчику, трехфазному или однофазному, мы определили среднюю мощность. Но средние токи для для однофазной и трехфазной нагрузок будут разные, причем ток трехфазной нагрузки будет в 3 раза меньше.

Проверим токи нагрузок: по форме расчета для определения тока при однофазной нагрузке, — 9,57 А, а для трехфазной, при условии равномерного распределения нагрузки по фазам — по форме расчета для определения тока при трехфазной нагрузке — 3,2 А. К сожалению у этого способа тот недостаток, что приходится довольно долго ждать, пока показания счетчика изменятся. Поэтому по нему мы не можем определить кратковременное значение подключенной мощности.

К примеру, если необходимо определить мощность всех подключенных электроприборов, или одного наиболее мощного электроприбора, то не представляется целесообразным держать их включенными несколько часов подряд. Для такого случая лучше воспользоваться другим способом, когда для определения мощности достаточно нескольких десятков секунд или минуты.

Определение мощности по однофазному счетчику.

Перед нами фотография однофазного электросчетчика. Обратим внимание на надпись на табличке счетчика: 6400 imp/kWh.Это постоянная счетчика, которая обозначает количество импульсов индикатора на 1 потребленный киловаттчас. На нашей фотографии это 6400 имп/кВтч. Черта под этой надписью показывает на индикатор, который периодически мигает при каждом поступающем на него импульсе.

Возьмем секундомер — такая функция есть во многих мобильных телефонах и посчитаем количество импульсов за двадцать секунд. Допустим, у нас получилось 30. Дальше рассуждаем так: в одном часе 3600 секунд, а значит за час было-бы 3600/20 х 30 = 5400 импульсов. Но если, согласно постоянной, счетчика 6400 импульсов — это 1 кВт.ч, то соответственно 5400/6400 х 1 = 0,844 кВт.ч за 1 час или потребляемая в течение времени замера — 20 секунд мощность составила 0,844 киловатта.

Все наши рассуждения короче можно выразить формулой:

где Р — мощность (кВт), n — количество миганий индикатора на счетчике (шт),

А — постоянная счетчика (имп/кВт.ч)

t — время проведения замера (сек).

Для того, чтобы не пользоваться калькулятором, просто вводим свои числа в нижеприведенную форму и нажимаем кнопку «Вычислить». Форма расчета для определения мощности через счетчик.

Определение мощности по трехфазному счетчику.

Трехфазный счетчик определяет количество потребленной электроэнергии сразу по трем фазам, поэтому у него 3 индикатора на которые выводятся импульсы по каждой из фаз. Для фазы А — индикатор желтого цвета, фазы В — зеленого, фазы С — красного. Понятно, что мощность можно определять для каждой из фаз, подсчитывая импульсы за определенное время для каждого индикатора. Затем по формуле или форме расчета для определения мощности через однофазный счетчик подсчитываем потребляемую мощность в каждой фазе и суммируем все три мощности чтобы узнать общую мощность трехфазной нагрузки.

На фотографии трехфазного счетчика мы видим слева индикаторы импульсов, обозначенные вертикально расположенными буквами А, В, С — по наименованию фаз. Чуть выше написана постоянная счетчика — 8000 imp/kWh и слева от нее индикатор, определяющий количество импульсов сразу для трех фаз. Подсчитав импульсы на этом индикаторе, мы можем по той же формуле или форме расчета для определения мощности через счетчик сразу определить общую мощность трехфазной нагрузки.

Но, если в дальнейшем нас будут интересовать токи в каждой из фаз, а они при смешанной нагрузке разные, о чем мы писали в предыдущем разделе, то необходимо определять мощности каждой фазы, чтобы затем по наибольшему току выбирать оборудование и провода.

А как быть с индукционными счетчиками у которых только вращающийся диск а индикаторов нет?

Постоянная счетчика или ее еще называли передаточным числом — в индукционных счетчиках есть. В этом случае придется считать количество оборотов диска на 1 кВтч (лучше всего по метке на диске) за определенное время, а расчет мощности останется таким же. Правда, в трехфазных индукционных счетчиках диск только один, поэтому определить мощность для каждой из фаз мы не сможем, и придется подсчитывать только общую мощность всех трех фаз.

6. Выбор автоматического выключателя.

В разделах, описывающих расчет величины тока, мы ознакомились как определить величину тока при различных видах нагрузок. Зная величину тока для нашей конкретной нагрузки (мощности) а ваттах или киловаттах и определив по ней величину тока, протекающего в нашей электрической цепи, мы легко можем определить, какое электрооборудование нам устанавливать. С одной стороны, надо знать какая величина тока не вызовет его повреждения, а с другой стороны – надо руководствоваться экономической целесообразностью и не устанавливать дорогое оборудование, рассчитанное на большие токи. А в случае с автоматическими выключателями еще и надо их выбирать так, чтобы была обеспечена защита от перегрузки и короткого замыкания в нашей электрической цепи.

Читайте также:  Что если опоздали с поверкой счетчиков

Для начала узнаем, для чего предназначен автоматический выключатель и ознакомимся с его устройством и характеристиками а затем на примерах выберем автоматические выключатели для однофазной и трехфазной нагрузок.

Предназначение.

Автоматические выключатели предназначены для многоразовой защиты электрических установок от перегрузок и коротких замыканий. Некоторые модели обеспечивают защиту от других аномальных состояний, например, от недопустимого снижения напряжения. Главным отличием от плавкого предохранителя является возможность многократного использования.

Устройство.

Автоматический выключатель конструктивно выполнен в диэлектрическом корпусе. Автоматический выключатель, рассчитанный на небольшие токи, часто имеет крепление для монтажа на DIN-рейку.

Включение-отключение производится рычажком (1 на рисунке), провода подсоединяются к винтовым клеммам (2). Защелка (9) фиксирует корпус выключателя на DIN-рейке и позволяет при необходимости легко его снять (для этого нужно оттянуть защелку, вставив отвертку в петлю защелки). Коммутацию цепи осуществляют подвижный (3) и неподвижный (4) контакты. Подвижный контакт подпружинен, пружина обеспечивает усилие для быстрого расцепления контактов.

Выключение путем расцепления приводится в действие одним из двух расцепителей: тепловым или магнитным через механизм свободного расцепления при перегрузках и коротких замыканиях, а в некоторых типах выключателей и при исчезновении напряжения в первичной цепи.

Механизм свободного расцепления состоит из рычагов, защелок, коромысел и отключающих пружин и предназначен не только для отключения автоматического выключателя но и для устранения его повторного включения без взвода механизма повторного отключения, который, после остывания биметаллической пластины, производится путем перемещения рычажка в положение 0 — отключено.

Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину (5), нагреваемую протекающим током. Биметаллическая пластина представляет собой ленту из двух металлических полос с разными коэффициентами теплового расширения. Две полосы не сплавлены между собой и обычно скреплены с одного конца пайкой или сваркой. Другие концы закреплены неподвижно. При протекании тока выше допустимого значения биметаллическая пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления. Время срабатывания зависит от тока и может изменяться от секунд до часа. Настройка тока срабатывания производится в процессе изготовления регулировочным винтом (6).

В отличие от плавкого предохранителя, автоматический выключатель готов к следующему использованию после остывания пластины. Электромагнитный расцепитель (отсечка) — расцепитель мгновенного действия, представляет собой соленоид (7), подвижный сердечник которого также может приводить в действие механизм расцепления. Ток, проходящий через выключатель, течет по обмотке соленоида и вызывает втягивание сердечника при превышении заданного порога тока.

Характеристики.

1) Характеристика MA – отсутствие теплового расцепителя. На самом деле, он действительно не всегда бывает нужен. Например, защиту электродвигателей часто осуществляют при помощи максимально-токовых реле, а автомат в подобном случае нужен лишь для защиты от токов короткого замыкания.

2) Характеристика А. Тепловой расцепитель автомата этой характеристики может сработать уже при токе, составляющем 1,13 от номинального. При этом время до отключения составит более 1 часа. При токе 1,25 от номинального срабатывание должно произойти менее чем за 1 час. При токе, превышающем номинальный в два раза, в действие может вступить электромагнитный расцепитель, срабатывающий примерно за 0,05 секунды. Но если при двукратном превышении тока соленоид еще не сработает, то тепловой расцепитель по-прежнему остается «в игре», отключая нагрузку примерно через 20-30 секунд. При токе, превышающем номинальный в три раза, гарантированно срабатывает электромагнитный расцепитель за сотые доли секунды. Автоматические выключатели характеристики А устанавливаются в тех цепях, где кратковременные перегрузки не могут возникнуть в нормальном рабочем режиме. Примером могут служить цепи, содержащие устройства с полупроводниковыми элементами, способными выйти из строя при небольшом превышении тока.

3) Характеристика В. Характеристика этих автоматов отличается от характеристики А тем, что электромагнитный расцепитель может сработать только при токе, превышающем номинальный не в два, а в три и более раз. Время срабатывания соленоида составляет всего 0,015 секунды. Тепловой расцепитель при трехкратной перегрузке автомата В сработает через 4-5 секунд. Гарантированное срабатывание автомата происходит при пятикратной перегрузке для переменного тока и при нагрузке, превышающей номинальную в 7,5 раз в цепях постоянного тока. Автоматические выключатели характеристики В применяются в осветительных сетях, а также прочих сетях, в которых пусковое повышение тока либо невелико, либо отсутствует вовсе.

4) Характеристика С. Это самая известная характеристика для большинства электриков. Автоматы С отличаются еще большей перегрузочной способностью по сравнению с автоматами В и А. Так, минимальный ток срабатывания электромагнитного расцепителя автомата характеристики С составляет пятикратный номинальный ток. При этом же токе тепловой расцепитель срабатывает через 1,5 секунд, а гарантированное срабатывание электромагнитного расцепителя наступает при десятикратной перегрузке для переменного тока и при 15-тикратной перегрузке для цепей тока постоянного. Автоматические выключатели С рекомендуются к установке в сетях со смешанной нагрузкой, предполагающей умеренные пусковые токи, благодаря чему бытовые электрощиты содержат в своем составе именно автоматы этого типа.

5) Характеристика D – отличается очень большой перегрузочной способностью. Минимальный ток срабатывания электромагнитного соленоида этого автомата составляет десять номинальных токов, а тепловой расцепитель при этом может сработать за 0,4 секунды. Гарантированное срабатывание обеспечено при двадцатикратной перегрузке по току. Автоматические выключатели характеристики D предназначены, прежде всего, для подключения электродвигателей, имеющих большие пусковые токи.

6) Характеристика K отличается большим разбросом между максимальным током срабатывания соленоида в цепях переменного и постоянного тока. Минимальный ток перегрузки, при котором может сработать электромагнитный расцепитель, для этих автоматов составляет восемь номинальных токов, а гарантированный ток срабатывания той же защиты составляет 12 номинальных токов в цепи переменного тока и 18 номинальных токов в цепи постоянного тока. Время срабатывания электромагнитного расцепителя составляет до 0,02 секунды. Тепловой расцепитель автомата К может сработать при токе, превышающем номинальный всего в 1,05 раз. Из-за таких особенностей характеристики K эти автоматы применяют для подключения чисто индуктивной нагрузки.

7) Характеристика Z также имеет различия в токах гарантированного срабатывания электромагнитного расцепителя в цепях переменного и постоянного тока. Минимальный возможный ток срабатывания соленоида для этих автоматов составляет два номинальных, а гарантированный ток срабатывания электромагнитного расцепителя составляет три номинальных тока для цепей переменного тока и 4,5 номинальных тока для цепи постоянного тока. Тепловой расцепитель автоматов Z, как и у автоматов K, может срабатывать при токе в 1,05 от номинального.

Классификация.

1. По роду тока главной цепи: постоянного тока; переменного тока; постоянного и переменного тока. Номинальные токи главных цепей выключателей, предназначенных для работы при температуре окружающего воздуха 40 °C, должны соответствовать ГОСТ 6827. Номинальные токи выключателя выбирают из ряда: 0,5; 1; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 160; 250; 400; 630; 1 000; 1 600; 2 500; 4 000; 6 300 А.Дополнительно могут выпускаться выключатели на номинальные токи для тепловых расцепителей: 1 500; 3 000; 3 200 А.

2. По конструкции: * АСВ — воздушный автоматический выключатель от 800 А до 6 300 А, * МССВ — выключатель в литом корпусе от 10 А до 2500 А , * МСВ — модульные автоматические выключатели от 0,5 А до 125 А.

3. По числу полюсов главной цепи: однополюсные; двухполюсные; трехполюсные; четырёхполюсные.

4. По наличию токоограничения: токоограничивающие; нетокоограничивающие.

5. По видам расцепителей: с максимальным тепловым расцепителем тока; с независимым расцепителем; с минимальным или нулевым расцепителем напряжения.

6. По характеристике выдержки времени максимальных тепловых расцепителей тока: без выдержки времени; с выдержкой времени, независимой от тока; с выдержкой времени, обратно зависимой от тока; с сочетанием указанных характеристик.

7. По наличию свободных контактов («блок-контактов» для вторичных цепей): с контактами; без контактов.

8. По способу присоединения внешних проводников: с задним присоединением; с передним присоединением; с комбинированным присоединением (верхние зажимы с задним присоединением, а нижние — с передним присоединением или наоборот); с универсальным присоединением (передним и задним).

9. По виду привода: с ручным; с двигательным; с пружинным.

10. По наличию и степени защиты выключателя от воздействия окружающей среды и от соприкосновения с находящимися под напряжением частями выключателя и его движущимися частями, расположенными внутри оболочки в соответствии с требованиями ГОСТ 14255.

Отключение.

Отключение может происходить без выдержки времени или с выдержкой. По собственному времени отключения tс, о (промежуток от момента, когда контролируемый параметр превзошёл установленное для него значение, до момента начала расхождения контактов) различают нормальные выключатели (tс, о = 0,02-1 с), выключатели с выдержкой времени (селективные) и быстродействующие выключатели (tс, о 0 С

Источник