許容電流強度と既知の電圧から電力を計算したり、逆の問題を解決したりするのは非常に簡単ではないため、アパート、民家、その他の帯電物体の所有者は、主な電気量の値を決定する問題に直面することがよくあります。
家庭用ネットワークとデバイスの機能を考慮せずに有名なオームの法則を直接適用すると、誤った結果が生じる可能性があります。
この資料では、パワーとは何かを理解し、このインジケーターの計算方法について説明します。
数量の基本的な概念
電気計算は、電流強度(I、アンペア)、電圧値(U、ボルト)、電力値(P、ワット)、抵抗(R、オーム)の間の既知の関係に基づいています。実際の計算では、通常、最初の3つの値の知識が必要です。
リストされた値の数値式では不十分であることを警告します-消費電力モードを明らかにする追加の特性が必要です。
電流
コアの十分な断面積と、電力グリッドの特定の分岐に対する回路ブレーカーの定格の計算は、このセクションの最大可能電流の値に従って実行されます。これは、火災につながることが多い配線の火災状況を防ぐために必要です。
マシンとRCDの動作パラメーターは、規制要件に従って選択されます。可能な最大電流強度に応じて、導体の許容断面積を決定するには、ケーブルがGOSTではなく技術仕様に従って製造されることが多いため、製品の製造元が提供する表を使用する必要があります。
同じマーキングのGOST(左)とTU(右)に従って製造されたケーブルは、視覚的にも基本的な特性も異なります
デバイスで消費される電力とネットワーク電圧から電流強度を計算することができるため、これら2つのインジケーターの値を正しく決定する必要があります。
家庭用ネットワークの電圧
多くのアパート所有者は、家庭用の標準的な相電圧は約220 Vであると信じています。ほとんどの場合、これは事実です。によって GOST 29322-2014 ロシア連邦内で2015年10月1日から、EEC諸国と互換性のある230 Vシステムへの移行が行われることになった
標準からの5%の偏差は、どの期間でも許容され、10%は1時間を超えない期間で許容されます。したがって、古いルールによれば、電圧値は198〜242 Vの範囲で変動し、現在のGOST-207〜253 Vの範囲で変動する可能性があります。
また、ネットワークの電圧が長時間にわたって基準よりも大幅に低い場合もあります。このような状況は、ブランチに接続された電化製品の総電力が計画よりもはるかに高く、それらのほとんどがオンになっているときに「ネットワークドローダウン」が発生したときに発生します。
この問題は、電力の供給に責任を負う組織の責任の領域で発生し、配電変圧器の過負荷、変電所の劣化、または電線の不十分な断面積に関連しています。
入力電圧が低下すると、アンペア数パラメーターが変化し、保護トリップが発生する可能性があるだけでなく、非同期モーターや複雑な電子機器を含む電化製品が急速に故障します
実際の電圧の値を決定するには、電圧計を使用して定期的に測定する必要があります。指標が非常に「歩きやすい」場合は、エネルギー貯蔵装置の機能を備えたスタビライザーまたはより高価なコンバーターを使用する必要があります。
電気製品の電力の概念におけるニュアンス
電気を消費するすべてのデバイスには、電力などのパラメーターがあります。このインジケータが高いほど、デバイスが回路から受け取るエネルギーが多くなります。
電源には3つのタイプがあります。
- アクティブ(P). これは、電気エネルギーの別の形、例えば、電磁気または熱への変換率を特徴付けます。不可逆的なエネルギーコスト、したがってデバイスのコストを計算するときには、それを考慮する必要があります。測定単位はWです。
- 反応性(Q). これは、電源(変圧器)から消費者の無効素子(コンデンサー、モーター巻線)に至るエネルギーを特徴付けますが、ほとんど瞬時に電源に戻ります。測定単位はWまたはvar(デコード-ボルトアンペアリアクティブ)です。
- フル(S). それは、消費者が回路の要素に課す負荷を特徴付けます。これは、ケーブルの断面積の計算と機械の定格の選択に使用されます。つまり、電流強度の計算は、回路に接続されているすべての電気機器の全電力で実行されます。測定単位は、WまたはV * A(V * Aはボルトアンペア)です。
これらすべてのパラメーターは、電圧ベクトルと電流の間に生じる位相角(f):
P = S * cos(f);
Q = S *罪(f);
S2 = P2 + Q2.
総電力がアクティブを大幅に超える可能性がある家電製品には、冷蔵庫、洗濯機、蛍光灯、一部の省エネランプ、およびパワーエレクトロニクスユニットが含まれます。
エンジンは通常、有効電力と係数を示します。この場合、合計電力は次のように計算されます。S= P / cos(f)= 750 / 0.78 = 962 W
ピークパワーやスターティングパワーなどもあります。実際には、エンジンを加速するには、回転を維持するよりもはるかに多くの労力が必要です。したがって、冷蔵庫や洗濯機などのデバイスの電源を入れると、回路の一部に負荷の短期的なサージが発生します。
始動時の電流は、実際の電流よりも数倍高くなることがあります。必要なケーブル断面を計算し、機械の定格を選択するときは、これを考慮に入れる必要があります。
これを行うには、起動電力と動作電力の差が最も大きいデバイスを特定し、それを合計値に追加する必要があります。異なる消費者からのエンジンを含めて同時に動作する確率はほぼゼロであるため、他のデバイスの始動電流は無視できます。
線形および位相関係
現在、家庭用オブジェクトを三相電力網に接続する方法が人気を博しています。
これは、次の理由で正当化されます。
- かなりの電力消費。 この場合、ケーブルの断面積が大きく、変圧器の材料消費量が多いため、高電力の単相ネットワークを合計することは非常に不合理です。
- 3つのフェーズで動作するデバイスの存在。 そのようなデバイスを単相回路に接続するための回路の実装は、非常に単純ではなく、たとえば誘導電動機を始動するときに発生する干渉が多い。
三相デバイスを接続するには、「スター」と「トライアングル」の2つの方法があります。
3つのフェーズでの電気の伝送の概略図。これらのオブジェクトとの幾何学的類似性のために彼らが受け取った「星」と「三角形」の名前
スター型回路では、線形電流と相電流は同一であり、線形電圧は相電圧の1.73倍です。
私l = 私f;
Ul = 1.73 * Uf.
この式は、50 Hzの周波数を持つ家庭用および低電圧の産業用ネットワークのよく知られている電圧比を説明します:220/380 V(新しいGOSTによると230/400 V)。
逆に、三角形のタイプを接続すると、電圧は一致し、線形電流は位相のものよりも大きくなります。
私l = 1.73 * 私f;
Ul = Uf.
これらの式は、対称位相負荷でのみ適用できます。ケーブル間の電流消費が異なる場合(アンバランスレシーバー)、計算はベクトル代数の規則を使用して実行され、結果として生じる等化電流は中性線によって補償されます。ただし、アプライアンスが接続されているネットワークでは、このようなケースはまれです。
主な量の関係
通常の消費者が直面する最も一般的な問題は、実際の現在の強さを計算することです。では、電圧と電力の既知の値に従ってアンペア数を正しく計算するにはどうすればよいですか?コアの断面の値と機械の定格を実証し、この回路で電力が供給されるデバイスに関する技術情報を持っている場合、それを解決する必要があります。
現在の強度を計算した後、最小許容断面積を持つケーブルが選択されることがよくあります。ただし、このようなソリューションでは、ネットワークに新しい電化製品を追加する必要がある場合に大きな制限が生じるため、これは常に正しいとは限りません。
場合によっては、逆計算を実行して、既知の電圧と既存の配線によって制限されている最大許容電流強度でデバイスに接続できる総電力を決定する必要があります。
単純な式を使用して、単相回路のこれら2つの問題を解決できます。
私 = S / U;
S = U * 私,
どこ S -すべての電気消費者の皮相電力の合計。
オームの法則を反映し、電力、電流、電圧、抵抗の依存性を表す円グラフは、単相回路のパラメータの計算に適しています
三相回路の電力と電圧の既知の値または計算された値から電流強度を計算する問題を解決するには、各相にかかる合計負荷を知る必要があります。
そして、ケーブル導体の必要な断面積、および機械の最小許容定格は、以下を考慮して、最も使用頻度の高いラインに沿って選択されます。
S = 3 *最大{S1, S2, S3}.
私 = S / (U * 1.73).
各相の許容電力は、次の式で計算できます。
S1,2,3 私 * U / 1.73,
どこ 私 -既存の配線の最大許容電流。
ケーブル断面積を選択するための電力による電流強度の計算:
民家の一例としての電気製品のグループの消費電力の決定:
配線パラメータを決定するため、または既存の回路の許容電力を決定するための電流強度の計算は、独立して行うことができます。問題を正しく解決するには、「理想的な」条件下で機能する既知の公式を使用するだけでなく、実際に発生するニュアンスを考慮する必要があります。
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