Мощность электрической сети. В чем измеряется нагрузка в электрических сетях

Мощность электрической сети

Мощность электрической сети Чтобы определить сущность понятия мощности электрической сети, необходимо дать обозначения мощности электрического тока как такового.

Под мощностью электрического тока считают ту количественную меру, которой он непосредственно и характеризуется. Определить ее можно сложив основные параметры — силу тока и его напряжение. Обозначается данное выражение мощности тока в Ваттах и измеряется специальным прибором – Ваттметром.

Как определить мощность электрической сети

Мощность электрической сети, внешней или внутренней, определяется этими соотношениями — мощностью тока и временем произведенной работы за определенную единицу времени. Работы современных энергосистем разрешают не только генерировать, но и передавать на расстояние практически любые мощности, вопрос лишь в непосредственной нуждаемости в них и в необходимых ресурсах для производства электрической энергии. Так рядовой потребитель обычно использует мощность, которую ему передает поставщик электроэнергии, в размере от 5 до 10Кв. Как правило, данной мощности потребителю с лихвой хватает для своего жизнеобеспечения и для работы всех необходимых электроприборов бытовой техники. Понятно, что энергонасыщенному производству для эффективной работы нужны будут совсем иные значения мощностей, на сотни порядков выше.

От чего зависит мощность электрической сети?

Смена мощностей электрической сети зависит и от внешних условий их поступления, и от установки ограничительных устройств (автоматов, полуавтоматов), которые регулируют поступление емкостных мощностей к источнику потребления. Делаться это может на разных уровнях, от бытового щитка в доме до центральных устройств электрораспределения.

Мощность электрической сети можно определить специальным прибором или рассчитать посредством математических вычислений (если знать параметры силы тока и напряжения).

Для измерения мощности прибором, нужно подключить тестер к источнику тока, настроить его именно на получение нужных данных, ведь тестер работает как в режиме ваттметра, так в режиме и амперметра. Поэтому можно узнать мощность сети и иным способом. Измерив силу тока и зная рабочее напряжение сети 220В, можно умножить данные значения и получить нужную сумму в Ватах.

Пропуск определенного объема мощностей через электрическую сеть требуют применения в обустройстве электроснабжения, комплектации энергосети материалами, которые будут соответствовать требованиям необходимых номинальных значений.

pue8.ru

Определение мощности электрического тока

Мощность электрического тока – один из основных параметров, определяющих работу электроцепи, наряду с напряжением и силой тока. Этот показатель всегда присутствует в технических характеристиках двигателей, трансформаторов, генераторов.

Генератор на электростанции

Определение

Чтобы понять, что такое мощность тока, надо определить его работу, так как они неразрывно связаны. Работа электротока заключается в энергопреобразовании из электрического вида в тепловой, кинетический и т. д. Мерилом этой энергии является работа. А мощность электрического тока – это скорость, с которой происходят преобразования. Формулой можно выразить:

P = A/t.

В чем измеряется мощность тока, проистекает из формулы, – Дж/с. Получилась единица измерения, называемая ватт (Вт). Другая единица измерения мощности, часто применяемая в энергетике, – следствие из другой формулы:

P = U*I.

Это вольтампер (ВА) и производные от нее кВА, мВА.

Важно! Благодаря последней формуле, можно заметить, что идентичную мощность электрического тока возможно получить при повышенном напряжении и маленьком токе либо при перемене местами количественного значения этих показателей. Так как при большом токе потери выше, эту зависимость используют, передавая электроэнергию по высоковольтным ЛЭП на значительные дистанции.

В электроцепях на постоянном токе существует один вид мощности, измеряемый в ваттах. Электрическая мощность, используемая при расчетах электросетей переменного тока, может быть:

активная;
реактивная;
полная;
комплексная.

Активная

Этот вид мощности электрического тока определяет работу, целиком затраченную на энергопреобразования. Пример – энергия, выделившаяся на нагрев сопротивления.

Формула расчета:

P = U*I cos φ,

где «φ» – это угол, на который сдвинуты фазы между векторами тока и напряжения.

Показатели U и I при подстановке в формулическое выражение берутся среднеквадратичные.

Формулы для расчета мощности

Реактивная

Реактивная мощность электрического тока применяется для оценки количественного показателя емкостной и индуктивной нагрузки на сеть.

Формула расчета:

Q = U*I sin φ.

Для реактивной мощности электрического тока применяют единицу измерения вольтампер реактивный (ВАр, кВАр, мВАр).

Реактивная часть появляется при расчете мощности в электрической цепи, к которой подключена индуктивность или емкость:

Индуктивность – это любая катушка: трансформаторная, реакторная, обмотки электродвигателя и т. д. Из-за происходящих процессов самоиндукции электрическая энергия не вся преобразовывается в другой вид, а определенное количество возвращается в сеть. Так как вектор ее смещен по фазе, сеть работает с перегрузкой;
Конденсатор, представляющий собой емкость, работает аналогичным образом, но смещение вектора возвращаемой энергии находится в противофазе по сравнению с индуктивным.

Важно! Для повышения качества электроэнергии и более эффективной работы электросетей свойство индуктивности и емкости работать в противофазе используется для компенсации реактивной энергии (применение конденсаторных батарей).

Конденсаторные батареи

Полная

Зная активную и реактивную составляющую, можно определить, чему равна полная мощность электрического тока. Хотя она не характеризует потребление энергии по факту, расчеты необходимы для определения нагрузки на компоненты электросетей: воздушные и кабельные линии, коммутационные аппараты, трансформаторы.

Формула расчета:

S = U*I, результат измеряется в вольтамперах.

Если использовать для расчета активную и реактивную составляющую, то полное мощностное значение определяется извлечением квадратного корня из суммы их квадратов.

Как измеряется

Количественный мощностной показатель измеряется несколькими способами с помощью разных приборов:

ваттметры, варметры для прямых замеров;
амперметры и вольтметры для косвенных замеров;

фазометр, позволяющий оценить влияние реактивной составляющей.

Прямые замеры

Служат для прямого измерения активного и реактивного мощностного показателя. Все ваттметры и варметры делятся на:

Аналоговые. Существуют стрелочные приборы и с самопишущими устройствами. На них отображается активная мощностная величина. Состоят из неподвижной катушки, включенной в цепь последовательно, и подвижной с параллельным подключением. Стрелка отклоняется от взаимного влияния создаваемых магнитных полей;
Цифровые. Содержат микропроцессоры, вычисляющие значения активной и реактивной составляющих на основе измерений тока и напряжения.

Цифровой варметр

Существуют трехфазные и однофазные приборы, многофункциональные ваттметры для замеров других параметров: частоты, силы тока, напряжения.

Косвенные замеры

При косвенных замерах в цепь подключается амперметр и вольтметр, снимаются их показания, затем, подставляя их в формулическое выражение, вычисляется количественный мощностной показатель.

Фазометры

Замерить коэффициент, на который умножается активная мощность, cos φ, можно с помощью фазометра, что позволяет оценить влияние реактивного компонента.

Аналоговое устройство работает по тому же принципу, что и идентичный ваттметр. Только шкала проградуирована в значениях cos φ. Подключение прибора производится к одним клеммам последовательно, к другим –параллельно, чтобы измерять напряжение и электроток. В трехфазных устройствах надо подсоединить все фазы.

Высокоточные цифровые приборы содержат детекторы, непосредственно сравнивающие фазы, и микропроцессоры, обрабатывающие информацию.

Фазометры нашли широкое применение при регулировании работы генераторов и синхронных электродвигателей:

У синхронного электродвигателя cos φ зависит от возбуждающего тока. При регулировании его функционирования в режиме отдачи реактивной составляющей, чтобы уменьшить ее негативное влияние, используют фазометр;
В генераторах применяется ручное регулирование cos φ с целью поддержания стабильности его параметров в пусковых режимах. Если нагрузка индуктивная, и cos φ в индуктивной зоне шкалы снижается, возможен опасный нагрев статорной обмотки. При нахождении cos φ в емкостной зоне генератор работает на потребление тока, что недопустимо.

Фазометр

Регулирование cos φ

Если cos φ понижается, то в сети увеличиваются потери, а полезная часть работы по преобразованию электроэнергии уменьшается. Соответственно, растет потребление из сети. При этом напряжение падает.

Важно! Для обеспечения наилучшего соотношения параметров электросети необходимо поддерживать cos φ на уровне 0,95 в индуктивной части шкалы фазометра.

Для компенсации индуктивной нагрузки, уменьшающей cos φ, на электрических подстанциях устанавливают конденсаторные батареи. Когда индуктивная составляющая падает значительно, батареи отключаются. Иногда это реализуется в автоматическом режиме. Отслеживание cos φ производится по фазометру.

Расчеты разных видов мощности показывают, насколько работа сети надежна и эффективна, позволяют оценить потери в количественном выражении.

Видео

Оцените статью:

elquanta.ru

Электросеть

How?

Основные величины

Нагрузка

Мощность

Создание дома - делохлопотное, но приятное.

Как выбрать то, чтосоответствует именновашим вкусам итребованиям?

Как примирить своижелания со своимивозможностями?

Как найти то хрупкоеравновесие междусовременным стилеми привычным уютом?

В этих вопросах трудносоветовать, да и нужно ли?

Огромный выбор электро-установочных изделий, ихмногофункциональностьпозволяют сегодня решатьневероятное количествозадач и соответствоватьпри этом вашим вкусам ивозможностям.

Выбор всегда за вами!

Но прокладка кабеля - дело шумное, пыльное, да и хлопотное.

Завтра ваши вкусы могут измениться, а требования к энергосистеме возрасти.

Как спроектировать вашу электросеть таким образом,что бы и завтра вы были бы ею довольны?

Основные величиныДля описания электротехнических параметров используют следующие основные величины: сила тока, сопротивление, напряжение, мощность, энергия.

Величина	Единица измерения	Обозначение
Сила тока	ампермиллиампер	АмА
Напряжение	вольткиловольт	ВкВ
Сопротивление	омкилоом	ОмкОм
Мощность	ватткиловатт	ВткВт
Энергия	киловатт-час	кВт-ч

Приставка "кило" обозначает 1000, а "милли" - тысячную долю величины.

Нагрузка.

Электрической нагрузкой в электротехнике принято считать значение длительно действующего тока, проходящего через электроприбор или электрический проводник.

Нагрузка - очень важный параметр. Зная нагрузку от всех электроприборов можно выбрать сечение провода для электропроводки в новом доме или определить - достаточно ли сечение проложенной электросети квартиры для установки, например, электрокалорифера.

Значение нагрузки определяется по закону Ома:

I = U/R,

где I U - напряжение питания, R - сопротивление.

Часто под рукой нет данных о сопротивлении электроприбора. Тогда нагрузку можно определить по значению электрической мощности, которая сейчас указывается на всех электроприборах, и применить следующую формулу:

I=W/U,

где I - искомая нагрузка или ток, W - мощность электроприбора, U - сетевое напряжение 220 В.

В таблице дана нагрузка от некоторых приборов, полученная элементарным действием - делением мощности прибора на 220.

Мощность прибора, Вт	60	75	100	250	500	1500	2500
Сила тока /нагрузка/, А	0,27	0,34	0,45	1,14	2,27	6,82	11,36

Мощность

Насыщая свою квартиру современными электроприборами, в первую очередь необходимо подумать о том, достаточна ли мощность электросети, которой оборудован дом.

Еще недавно в обычной московской квартире имелось всего несколько светильников, холодильник, магнитофон и один телевизор, которые в сумме редко превышали нормы потребления электроэнергии - до З КВт с газовыми плитами и 7 КВт с электроплитами. Только изредка возникали случаи превышения этих норм при включении сразу всех приборов.Сегодня ситуация изменилась, и вопрос увеличения установленной мощности электрообеспечения стал актуальной проблемой обустройства жилья.

Сможете ли вы завтра приобрести посудомоечную машину, кондиционер, систему электроподогрева пола, гидромассажную ванну и т.д.? Почему бы нет, но сможете ли вы подключить их к имеющейся электросети?

Проблема часто обостряется в связи с тем, что в старых домах, в особенности с газовыми плитами, не подведена трехфазная кабельная сеть, что необходимо для современных электроприборов. Там где она имеется требуется соблюдение некоторых правил. Ведь неравномерность нагрузки на каждую из трех фаз (т.е. подключение к одной из фаз приборов с суммарной мощностью большей, чем на вторую или на третью фазу) может привести к перегреву проводов и их возгоранию. Следует отметить, что для трехфазной сети требуется 5-ти жильный провод (три фазы, нуль и заземление).

Для обеспечения электробезопасности при эксплуатации современных электроприборов необходима надежная заземляющая шина с небольшим сопротивлением заземления (менее 4-х Ом по старым правилам), т.е. выполненная из провода достаточного сечения. При ее отсутствии опасное напряжение, возникающее между электроприборами, может наделать немало бед. Очень редко в домах старой планировки заземляющая шина вводилась в квартиру.

electrician.narod.ru