Trendy

Výkon třífázové sítě: výpočet celkového výkonu pomocí vzorce

Třífázové nebo jednofázové připojení

Podle toho, jaký typ připojení je použit, se spotřeba energie určuje různě.

V jednofázové síti se spotřebovaná energie vypočítá pomocí nejjednoduššího vzorce:

kde cosϕ je účiník charakterizující fázový posun mezi proudem a napětím v jalové zátěži.

Výkon 3-fázové sítě je součtem spotřeby pro každou fázi zvlášť. Výkonový vzorec pro 3fázový proud je následující:

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

kde U, I, cosϕ jsou napětí, proud a účiník v každé fázi.

Pro vaši informaci. Je vidět, že v obecném případě vyžaduje třífázové zapojení větší počet měřicích zařízení.

Někdy můžete spotřebu energie vypočítat pomocí zjednodušené verze. Pro symetrický odběr, např. při připojení asynchronního motoru, odběrové proudy jsou stejné a vzorec má následující podobu:

kde:

Uph, Iph – fázové napětí a proud;
Ul, Il – lineární napětí a proud.

Charakteristika třífázové soustavy

Třífázový napájecí systém se vyznačuje několika hodnotami napětí a proudu. Vše závisí na tom, mezi kterými body obvodu se měření provádějí:

mezi fázovým vodičem a nulovým vodičem – fázové napětí Uph;
mezi jednotlivými fázemi – lineární Ul.

Vztah mezi těmito parametry:

Při symetrickém rozložení zátěže jsou proudy ve všech vodičích stejné. Ve čtyřvodičovém obvodu (s uzemněnou nulou) není v nulovém vodiči žádný proud, takže i když je nula porušena, síť funguje normálně.

V případě, že se spotřeba energie mezi fázemi liší, protéká nulovým vodičem určitý proud. Úplné přerušení nulového vodiče způsobuje fázovou nerovnováhu, takže napětí na vodičích se může měnit v rozsahu od nuly po lineární.

Důsledky zvýšení neutrálního odporu

Reaktivní charakter zátěže je zohledněn účiníkem cosϕ. Tato hodnota pochází z teorie komplexních čísel, která se používají, když je potřeba vypočítat parametry střídavých obvodů. V případě aktivní zátěže je cosϕ = 1, ale čím reaktivnější jsou spotřebiče, tím více se koeficient snižuje, což ukazuje, jak klesá skutečný výkon vzhledem k celkovému.

Důležité! Pro správný výpočet a snížení zatížení výrobního zařízení jsou proto v reaktivních obvodech instalovány korektory účiníku. Obvody s korektorem přibližují koeficient cosϕ k jednotě.

Příklad výpočtu indikátorů výkonu

Nejjednodušším příkladem je výpočet spotřeby energie symetrickým zatížením. Kolik elektřiny spotřebuje třífázový asynchronní motor připojený k síti s lineárním napětím 380 V a spotřebovávající proud 10 A v každé fázi? Účiník cosϕ=0.76. Pak je spotřeba energie:

Složitější výpočet domácí sítě:

Fázové napětí – 220 V;
Odběr linky – 10 A, 5 A, 2 A;
První dvě fáze jsou připojeny k aktivní zátěži (elektrický sporák, varná konvice);
Třetí je zatížen zářivkami s cosϕ=0,5.

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

Pomocí online kalkulačky se můžete zbavit většiny chyb a zkrátit dobu výpočtu. Stačí jen správně zadat údaje podle aktuálních parametrů

Měření výkonu wattmetrem

Spotřeba třífázového proudu se měří pomocí wattmetrů. Může se jednat o speciální wattmetr pro 3-fázovou síť, nebo o jednofázový zapojený podle konkrétního obvodu. Moderní zařízení pro měření elektřiny se často vyrábějí pomocí digitálních obvodů. Takové konstrukce se vyznačují vysokou přesností měření a většími možnostmi práce se vstupními a výstupními daty.

Přečtěte si více

Zámek předních dveří se neotevře: co dělat?

Třífázový digitální wattmetr

Možnosti měření:

Zapojení do hvězdy s nulovým vodičem a symetrickou zátěží – měřicí zařízení je připojeno k jednomu z vedení, odečtené hodnoty se násobí třemi.
Asymetrický odběr proudu v zapojení do hvězdy – tři wattmetry v obvodu každé fáze. Hodnoty wattmetru se sečtou;
Libovolná zátěž a zapojení do trojúhelníku – dva wattmetry zapojené v obvodu libovolných dvou zátěží. Hodnoty wattmetru se také sčítají.