Формула расчёта тока по мощности трехфазной сети.

Америка, Европа, Азия, Африка: где бы вы не находились, в 99% случаев увидите, что электроэнергия передается по 3-ем высоковольтным лебам (проводкам), проходящими через вышки. Почему именно по 3-ем проводам? Для чего физики ввели эти понятия, как сделать расчет мощности по току и напряжению для трехфазной сети?

Объяснить именно такое количество проводов на станции — легко: эта цифра создает магнитное поле. Это невидимая материя для электронных частиц. Когда они попадают внутрь поля — превращаются в ионы (заряженные частицы), в итоге образуются электрические разряды!

Но можно сделать вывод: почему не создать многофазную цепь, чтобы заряда выделялось еще больше? Чем больше добавлять дополнительных проводков — тем более невыгодна будет такая система!

Особенности трехфазной системы

В 2-х фазной системе передача шла по четырем проводам. В 20 веке инженеры-физики попробовали сместить обмотки на 120 градусов, в результате чего получилась 3-х фазная система. Была создана линия электропередач! В начале линии шел генератор. Он создавал напряжение. В конце стоял потребитель. Эта цепь является превалирующей до сих пор.

Мощность трехфазного тока — минимальное количество электронов, нужное для образования устойчивого вращающегося поля, чтобы можно было надежно и спокойно запускать двигатель.

При этом используется минимальное количество линий — всего 3.

Эти проводки можно объединить в 1 точку, равную 0. 3 вектора, сдвинутые на 120 градусов, в сумме дали ноль. Рассчитывать ток по мощности не надо — он нулевой. Если нагрузка симметрична — 0 не понадобится.

Мощность трехфазной сети намного выгоднее двухфазной. Она затрачивает меньше энергии, протягиваясь на дальние расстояния.

Как выяснить свою схему

Молодые специалисты (электрики) должны понимать, какая перед ними схема. Примеры для понимания будут рассмотрены на самом примитивном асинхронном двигателе.

Стоит сразу отметить, что у каждой цепи есть свое начало и конец. Старт всегда обозначается крупной точкой. Двигатель с тремя проводами используют во всех промышленных зданиях. Мощности для него требуется минимум.

У ассиметричного устройства имеются 3 разные катушки, используемые для создания вращающегося магнитного поля, когда I пропускается через катушку.

Все обмотки распределяют по кругу, смещая на 120 градусов. Далее подключается клеммная коробка в распределительную, где находится 6 клеммников. Каждый из них подключается к концам 3-х обмоток.

Далее заводится система в клеммную коробку и подключается к соответствующим клеммникам. Остается замкнуть цепь. Делают это двумя способами.

Схема “Треугольник”

Чтобы получилась схема-треугольник, нужно подключить конец 1-ой катушки к началу другой. Когда ток пропускается через фазы — становится заметно, что электричество переходит из одной фазы в другую.

А как соединить между собой фазы, ведь будет короткое замыкание? Замыкание не произойдет, т.к. ток проходит через обмотку, а она создает сопротивление.

Это то же самое, если поместить между двумя фазами лампу — она просто зажжется, и замыкания не произойдет!

Схема “Звезда”

Второй способ, как силу тока в трехфазной цепи распределить по катушке — это подсоединить их друг к другу в виде звезды. Для этого нужно концы 3-х обмоток соединить вместе.

Точка соединения всех концов является нейтральной. Для полного подключения потребуется контактор (устройство, способное проводить и отключать токи).

Через него проводятся провода и соединяются на выходе.

Начало обмоток подключают к потребителю энергии. Линейные провода можно назвать А, В, С.

Точка N называется нейтральной, но если она соединена с землей, то нулевой. Напряжение между линейным проводом и нулевой точкой называется фазным. Обозначается оно Y с индексом А.

Между проводом В и нулевой линией — напряжение Y с индексом В и т.д.

Схемы соединения электродвигателя в звезду и треугольник:

Характеристики

Данная система так построена, что даже если одна из сетей оборвется — не произойдет короткого замыкания, цепочка продолжит свое функционирование. Все благодаря симметричному размещению.

Если посмотреть на рисунок сети-треугольника — можно заметить простую математическую зависимость!

Вся схема построена в виде равностороннего треугольника.

Он разделен внутри на 3 маленьких треугольника. Все их катеты равны 220 В, а соединение 2-х противоположных сторон = 380 В. Причем градус между В 120 градусов — тот самый сдвиг.

Трёхфазное или однофазное подключение

В сети обмотки смещены на 120 градусов. Если представить этот сдвиг в виде 2-х вращающихся векторов — они тоже размещены под таким же градусом наклона.

И линейное напряжение не будет равняться сумме векторов. Другими словами, представьте прямой угол (равный 90 градусам), линии которого по 220 В. Если их соединить, чтобы образовать полноценный треугольник — расстояние для соединения будет равно 380 В, как показано на фото внизу.

Подключение сети было уже разобрано вверху. Про подключение однофазного прибора ничего не было сказано. Но вы уже знаете, что однофазный имеет целых 4 провода подключения, в отличие от устройства с тремя фазами.

1. На первую клемму подается питание-фаза.
2. Вторая клемма является выходом нагрузки электропотребителя.
3. Ноль приходится на третью клемму.
4. Выход нулевой подается на четвертую.

Т.е. первый и второй провода проходят через автомат и входят в саму квартиру. А остальные 2 приходятся на нулевое заземление. Примерами однофазных потребителей являются розетки.

Как вычислить?

Расчет мощности трехфазной сети считается так: I=P/U. Это самая примитивная формула, которой пользуются в школах.

Общее высчитывание строится на такой записи: Pобщ=Uа∙Iа∙cosа+ Ub∙Ib∙cosb+ Uc∙Ic∙cosc. Здесь cos обозначает перемены в P, а буквы рядом с ним — те самые фазы, идущие рядом с линиями.

Формулы для расчётов цепи постоянного тока

Расчет и формула мощности в трехфазной сети: P=U*I

Расчет силы тока по мощности и напряжению: I=P/U

Существует формула расчета мощности по току (полной нагрузке). Здесь нужно теоретическое понимание того, что есть 3 линии и у каждой есть свое P и U: Р=А1+В1+С1. Нужно просто сложить все значения.

Формула расчета тока нагрузки:

Рассчитать ток по мощности можно самому, но это тяжело. 1 из способов — устроить короткое замыкание (электросеть слишком сильно перегревается) или с устройством амперметром. Сделать это, в отличие, от расчета напряжения сложнее.

Понять, что у вас проблема с подачей напряжения можно по тусклому свету лампочек, периодическому «миганию». I — непостоянная характеристика, меняющаяся и зависящая от разных факторов. Но делать замеры Ампер нужно, так вы сможете оценить способность автоматических выключателей включить защиту от КЗ, проверить контур заземления.