การคำนวณพลังงานในเครือข่าย 3 เฟส เครือข่ายสามเฟส: การคำนวณพลังงาน, แผนภาพการเชื่อมต่อ

ไม่ใช่ทุกคนที่เข้าใจว่าวงจรไฟฟ้าคืออะไร ในอพาร์ตเมนต์พวกเขาเป็นเฟสเดียว 99% ซึ่งกระแสจะไหลไปยังผู้บริโภคผ่านสายเดียวและส่งกลับผ่านอีกสายหนึ่ง (ศูนย์) เครือข่ายสามเฟสเป็นระบบส่ง กระแสไฟฟ้าซึ่งไหลผ่านสายไฟสามเส้นโดยส่งคืนทีละเส้น ที่นี่สายส่งคืนจะไม่โอเวอร์โหลดเนื่องจากการเลื่อนเฟสของกระแส ไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนด้วยไดรฟ์ภายนอก

การเพิ่มภาระในวงจรทำให้กระแสไฟผ่านขดลวดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเพิ่มขึ้น เป็นผลให้สนามแม่เหล็กต่อต้านการหมุนของเพลาขับในระดับที่มากขึ้น RPM จะเริ่มลดลงและตัวควบคุมความเร็วจะสั่งให้ไดรฟ์เพิ่มกำลัง เช่น โดยการจ่ายเชื้อเพลิงให้กับเครื่องยนต์มากขึ้น สันดาปภายใน. ความเร็วกลับคืนมาและสร้างกระแสไฟฟ้าได้มากขึ้น

ระบบสามเฟสประกอบด้วย 3 วงจรที่มี EMF ความถี่เดียวกันและการเปลี่ยนเฟส 120 °

คุณสมบัติของการเชื่อมต่อไฟฟ้าเข้ากับบ้านส่วนตัว

หลายคนเชื่อว่าเครือข่ายสามเฟสในบ้านจะเพิ่มการใช้พลังงาน ในความเป็นจริง ขีด จำกัด ถูกกำหนดโดยองค์กรจัดหาพลังงานและกำหนดโดยปัจจัย:

  • ความสามารถของซัพพลายเออร์
  • จำนวนผู้บริโภค
  • สภาพสายและอุปกรณ์

เพื่อป้องกันไฟกระชากและความไม่สมดุลของเฟส ควรโหลดให้เท่ากัน การคำนวณระบบสามเฟสเป็นการประมาณเนื่องจากไม่สามารถระบุได้อย่างชัดเจนว่าอุปกรณ์ใดที่จะเชื่อมต่อในขณะนี้ การมีอุปกรณ์แบบพัลซิ่งทำให้สิ้นเปลืองพลังงานเพิ่มขึ้นในระหว่างการเริ่มต้นทำงาน

กระดานจำหน่ายที่ การเชื่อมต่อสามเฟสมีขนาดใหญ่กว่าแหล่งจ่ายไฟแบบเฟสเดียว ตัวเลือกที่เป็นไปได้กับการติดตั้งขนาดเล็ก โล่ทางเข้าและส่วนที่เหลือ - จากพลาสติกสำหรับแต่ละเฟสและสำหรับเรือนนอก

การเชื่อมต่อกับทางหลวงทำได้ด้วยวิธีใต้ดินและสายเหนือศีรษะ การตั้งค่าจะได้รับหลังเนื่องจากงานจำนวนน้อย ต้นทุนการเชื่อมต่อต่ำ และซ่อมแซมง่าย

ตอนนี้การเชื่อมต่อทางอากาศสะดวกด้วยความช่วยเหลือของส่วนตัดขวางขั้นต่ำของแกนอลูมิเนียมคือ 16 มม. 2 ซึ่งเพียงพอสำหรับบ้านส่วนตัวที่มีขอบขนาดใหญ่

SIP ติดอยู่กับส่วนรองรับและผนังของบ้านโดยใช้ตัวยึดสมอพร้อมที่หนีบ การเชื่อมต่อกับสายเหนือศีรษะหลักและสายอินพุตไปยังแผงไฟฟ้าของบ้านทำด้วยแคลมป์เจาะกิ่ง สายเคเบิลใช้ฉนวนที่ไม่ติดไฟ (VVGng) และนำผ่านท่อโลหะที่เสียบเข้ากับผนัง

การเชื่อมต่ออากาศของไฟฟ้าสามเฟสที่บ้าน

หากระยะห่างจากส่วนรองรับที่ใกล้ที่สุดมากกว่า 15 ม. จำเป็นต้องติดตั้งเสาอีกอัน นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อลดภาระที่ทำให้สายไฟหย่อนหรือหัก

ความสูงของจุดเชื่อมต่อคือ 2.75 ม. ขึ้นไป

ตู้ไฟฟ้า

การเชื่อมต่อกับ เครือข่ายสามเฟสผลิตขึ้นตามโครงการโดยผู้บริโภคแบ่งออกเป็นกลุ่มต่างๆ ภายในบ้าน ได้แก่

  • แสง;
  • ซ็อกเก็ต;
  • แยกอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพ

โหลดบางตัวสามารถปิดเพื่อซ่อมแซมได้ในขณะที่โหลดบางตัวกำลังทำงานอยู่

พลังงานของผู้บริโภคคำนวณสำหรับแต่ละกลุ่มโดยเลือกลวดของส่วนตัดขวางที่ต้องการ: 1.5 มม. 2 - ถึงไฟ, 2.5 มม. 2 - ถึงซ็อกเก็ตและสูงถึง 4 มม. 2 - สำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าที่ทรงพลัง

สายไฟได้รับการป้องกันจาก ไฟฟ้าลัดวงจรและเบรกเกอร์กันไฟเกิน

มิเตอร์ไฟฟ้า

สำหรับรูปแบบการเชื่อมต่อใด ๆ จำเป็นต้องมีมิเตอร์ไฟฟ้า มิเตอร์ 3 เฟสสามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับเครือข่าย (การเชื่อมต่อโดยตรง) หรือผ่านหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้า (กึ่งทางอ้อม) ซึ่งการอ่านค่ามิเตอร์จะคูณด้วยปัจจัย

สิ่งสำคัญคือต้องทำตามลำดับการเชื่อมต่อ โดยที่เลขคี่คือกำลัง และเลขคู่คือโหลด สีของสายไฟระบุไว้ในคำอธิบายและแผนภาพจะอยู่ที่ฝาหลังของอุปกรณ์ อินพุตและเอาต์พุตที่สอดคล้องกันของมิเตอร์ 3 เฟสจะแสดงด้วยสีเดียวกัน ลำดับการเชื่อมต่อที่พบมากที่สุดคือเมื่อเฟสไปก่อน และสายสุดท้ายเป็นศูนย์

3เฟสมิเตอร์ การเชื่อมต่อโดยตรงสำหรับบ้านมักจะออกแบบให้รองรับกำลังได้ถึง 60 กิโลวัตต์

ก่อนเลือกรูปแบบหลายภาษี คุณควรประสานงานปัญหากับบริษัทจัดหาพลังงาน อุปกรณ์ที่ทันสมัยพร้อมตัวประเมินทำให้สามารถคำนวณค่าไฟฟ้าขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของวัน ลงทะเบียนและบันทึกค่าพลังงานเมื่อเวลาผ่านไป

ตัวบ่งชี้อุณหภูมิของอุปกรณ์ได้รับการคัดเลือกให้กว้างที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยเฉลี่ยแล้วจะอยู่ในช่วง -20 ถึง +50 °С อายุการใช้งานของอุปกรณ์ถึง 40 ปีนับจาก ช่วงการสอบเทียบ 5-10 ปี

มิเตอร์เชื่อมต่อหลังจากสวิตช์อัตโนมัติสามหรือสี่ขั้วเบื้องต้น

โหลดสามเฟส

ผู้บริโภครวมถึงหม้อต้มน้ำไฟฟ้า มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส และเครื่องใช้ไฟฟ้าอื่นๆ ข้อดีของการใช้งานคือการกระจายโหลดที่สม่ำเสมอในแต่ละเฟส หากเครือข่ายสามเฟสมีโหลดทรงพลังเฟสเดียวที่เชื่อมต่อไม่สม่ำเสมอ อาจนำไปสู่ความไม่สมดุลของเฟส ในเวลาเดียวกัน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เริ่มทำงานผิดปกติ และหลอดไฟส่องสว่างสลัวๆ

โครงการเชื่อมต่อมอเตอร์สามเฟสกับเครือข่ายสามเฟส

ทำงาน มอเตอร์ไฟฟ้าสามเฟสมีคุณสมบัติและประสิทธิภาพสูง ไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์เริ่มต้นเพิ่มเติม สำหรับการทำงานปกติ สิ่งสำคัญคือต้องเชื่อมต่ออุปกรณ์ให้ถูกต้องและปฏิบัติตามคำแนะนำทั้งหมด

แผนภาพการเดินสายไฟ มอเตอร์สามเฟสไปยังเครือข่ายสามเฟสสร้างสนามแม่เหล็กหมุนที่มีขดลวดสามเส้นเชื่อมต่อกันด้วยรูปดาวหรือรูปสามเหลี่ยม

แต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง วงจรสตาร์ช่วยให้คุณสตาร์ทเครื่องยนต์ได้อย่างราบรื่น แต่กำลังลดลงเหลือ 30% การสูญเสียนี้ไม่มีอยู่ในวงจรเดลต้า แต่เมื่อเริ่มต้นโหลดปัจจุบันจะยิ่งใหญ่กว่ามาก

มอเตอร์มีกล่องเชื่อมต่อซึ่งมีขดลวดอยู่ หากมีสามคนแสดงว่าวงจรเชื่อมต่อด้วยดาวเท่านั้น ด้วยสายไฟ 6 เส้น ทำให้สามารถต่อมอเตอร์ได้ทุกทาง

การใช้พลังงาน

สิ่งสำคัญสำหรับเจ้าของบ้านคือต้องรู้ว่ามีการใช้พลังงานเท่าใด ง่ายต่อการคำนวณสำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งหมด การเพิ่มพลังงานทั้งหมดและหารผลลัพธ์ด้วย 1,000 เราจะได้ปริมาณการใช้ทั้งหมดเช่น 10 กิโลวัตต์ สำหรับ เครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนเฟสเดียวก็พอ อย่างไรก็ตามการบริโภคในปัจจุบันเพิ่มขึ้นอย่างมากในบ้านส่วนตัวซึ่งมีเทคนิคที่ทรงพลัง อุปกรณ์หนึ่งเครื่องสามารถคิดเป็น 4-5 กิโลวัตต์

สิ่งสำคัญคือต้องวางแผนการใช้พลังงานของเครือข่ายสามเฟสในขั้นตอนการออกแบบเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันและกระแสมีความสมมาตร

สายสี่สายเข้ามาในบ้านสามเฟสและเป็นกลาง แรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายไฟฟ้าอยู่ระหว่างเฟสและสายกลางเชื่อมต่อเครื่องใช้ไฟฟ้า 220 V นอกจากนี้อาจมีโหลดสามเฟส

การคำนวณพลังงานของเครือข่ายสามเฟสดำเนินการเป็นส่วน ๆ ขั้นแรก ขอแนะนำให้คำนวณโหลดสามเฟสล้วนๆ เช่น หม้อต้มน้ำไฟฟ้าขนาด 15 กิโลวัตต์ และ มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสสำหรับ 3 กิโลวัตต์ กำลังไฟทั้งหมดจะเป็น P = 15 + 3 = 18 kW ในกรณีนี้ กระแส I = Px1000/(√3xUxcosϕ) ไหลในสายเฟส สำหรับเครือข่ายไฟฟ้าในครัวเรือน cosϕ = 0.95 แทนค่าลงในสูตร ค่าตัวเลขเราได้ค่าปัจจุบัน I \u003d 28.79 A.

ตอนนี้จำเป็นต้องกำหนดการโหลดแบบเฟสเดียว ปล่อยให้เป็นเฟส P A = 1.9 kW, P B = 1.8 kW, PC = 2.2 kW โหลดแบบผสมถูกกำหนดโดยการรวมและเป็น 23.9 กิโลวัตต์ กระแสไฟสูงสุดจะเป็น I \u003d 10.53 A (เฟส C) เมื่อเพิ่มเข้ากับกระแสจากโหลดสามเฟสเราจะได้รับ I C \u003d 39.32 A กระแสในเฟสที่เหลือจะเป็น I B \u003d 37.4 kW, I A \u003d 37.88 A

ในการคำนวณพลังงานของเครือข่ายสามเฟสจะสะดวกในการใช้ตารางพลังงานโดยคำนึงถึงประเภทของการเชื่อมต่อ

สะดวกในการเลือกเบรกเกอร์วงจรและกำหนดส่วนตัดขวางของสายไฟ

บทสรุป

ด้วยการออกแบบและการบำรุงรักษาที่เหมาะสม เครือข่ายสามเฟสจึงเหมาะสำหรับบ้านส่วนตัว ช่วยให้คุณกระจายโหลดได้เท่าๆ กันในแต่ละเฟส และเชื่อมต่อผู้ใช้ไฟฟ้าเพิ่มเติม หากส่วนการเดินสายอนุญาต

การคำนวณพลังงานที่ชัดเจน. การคำนวณพลังงานที่ชัดเจน วงจรไฟฟ้าต้องการความรู้เกี่ยวกับส่วนประกอบที่ว่องไวและปฏิกิริยา ซึ่งอัตราส่วนในวงจรใด ๆ จะถูกอธิบายด้วยรูปสามเหลี่ยมกำลัง

เพื่อคำนวณการใช้งาน (ร)และปฏิกิริยา (คิว)ส่วนประกอบของวงจร 3 เฟส ค่าในแต่ละเฟสจะรวมกันตามสูตร:

P \u003d R A + R B + R C \u003d U A I A cosφ A + U B I B cosφ B + U C I A Сcosφ C;
Q \u003d Q A + Q B + Q C \u003d U A I A sinφ A + U B I B sinφ B + U C I A Csinφ C.

ฉัน A ฉัน B ฉัน C U A U B U C– เวกเตอร์ของกระแสและแรงดันในเฟส
Φ คือมุมกะเฟสของเวกเตอร์ปัจจุบันที่สัมพันธ์กับแรงดัน

สำหรับโหมดการทำงานแบบสมมาตรของวงจร กำลังไฟฟ้าเท่ากันทุกเฟส ดังนั้น พลังงานทั้งหมดสามารถรับได้โดยการคูณส่วนประกอบเฟสด้วยจำนวนเฟสในระบบ:

Р=3Р Ф =3U Ф ∙I Ф ∙cosφ;
Q=3Q=3U Ф ∙I Ф ∙sinφ;
S \u003d 3S F \u003d (P2 + Q2) \u003d 3U F I F

เราทำการแทนที่ส่วนประกอบเฟสเชิงเส้นตามความสัมพันธ์สำหรับวงจรดาว: I L \u003d I F, U F \u003d U L / √3.

เป็นผลให้เราได้รับ:

เราแทนที่ส่วนประกอบเฟสด้วยส่วนประกอบเชิงเส้นสำหรับวงจรสามเหลี่ยมตามอัตราส่วน: ฉัน F \u003d ฉัน L /√3, U F \u003d U L.

ผลลัพธ์ของการคำนวณ:

Р=3U Ф ∙I Ф ∙cosφ=(3U L ∙I L /√3)∙cosφ=√3∙U L ∙I L ∙cosφ

ดังนั้นจึงกลายเป็นว่าไม่มีการพึ่งพาตัวเลือกสำหรับการเชื่อมต่อองค์ประกอบวงจรด้วยโครงร่างγหรือΔในระบบสมมาตร 3 เฟสของค่าพลังงาน คำนวณโดยใช้สูตรเดียวกัน:

Р=√3∙U∙I∙cosφ [W];
Q=√3∙U∙I∙sinφ [var];
S \u003d √ (P 2 + Q 2) [VA].

สำหรับนิพจน์เหล่านี้มีกฎ: เพื่อแทนที่ค่าเชิงเส้นของเวกเตอร์ ยูและ ฉันโดยไม่ระบุดัชนีเชิงเส้น


วิธีการวัดกำลังในภาคส่วนพลังงาน มีความจำเป็นอย่างต่อเนื่องในการวัดปริมาณไฟฟ้า ส่วนประกอบที่แอ็คทีฟของกำลังเต็มวัดด้วยวัตต์มิเตอร์ และส่วนประกอบที่ไวต่อปฏิกิริยาด้วยวาร์มิเตอร์ วัตต์มิเตอร์ทำงานตามอัลกอริทึมที่อธิบายไว้ในสูตร:

W=U W ∙I W ∙cos(U W ^I W)=Re│U W ∙I W *│

ยู ดับบลิว , ไอ ดับบลิว- เวกเตอร์ที่นำไปยังขั้วของอุปกรณ์เพื่อวัดส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่

ฝึกฝน การวัดทางไฟฟ้ามีตัวเลือกมากมายสำหรับการเชื่อมต่อวัตต์มิเตอร์กับไฟหลัก พวกมันถูกเลือกขึ้นอยู่กับโครงร่างที่ดำเนินการโดยการสลับโหลดและลักษณะของมัน

ในระบบ 3 เฟสแบบสมมาตร การรวมวัตต์มิเตอร์หนึ่งตัวในเฟสใดก็ได้เพื่อการวัดอย่างต่อเนื่องก็เพียงพอแล้ว พลังงานที่ใช้งานอยู่ตามด้วยการเพิ่มผลลัพธ์ตามอัลกอริทึมเป็นสามเท่า Р=3W=3U Ф ∙I Ф ∙cosφ.

อย่างไรก็ตาม วิธีการง่ายๆ นี้เป็นเพียงการประมาณค่าที่วัดได้เบื้องต้นเท่านั้น และมีข้อผิดพลาดมาก ดังนั้นจึงไม่เหมาะสำหรับการวัดที่ต้องการความแม่นยำสูงและในการแก้ปัญหาเชิงพาณิชย์

การวัดส่วนประกอบกัมมันต์ของดาวที่มีเส้นลวดเป็นกลางมีความแม่นยำมากขึ้นโดยใช้วัตต์มิเตอร์สามตัวในการวัด


การวัดที่แยกจากกันในแต่ละเฟสมีความแม่นยำมากขึ้น การเพิ่มการอ่านวัตต์มิเตอร์ทั้งสามตัวให้ข้อมูลเกี่ยวกับพลังงานที่ใช้งานโดยมีข้อผิดพลาดน้อยที่สุด

ด้วยการโหลดที่ไม่สมดุลในเครือข่าย 3 เฟสโดยไม่มีสายกลางจะใช้วิธีการวัดด้วยวัตต์มิเตอร์สองตัว

ความไม่ชอบมาพากลของการวัดคือกระแสเชิงเส้น / เฟสในวงจรไฟฟ้าดังกล่าวเชื่อมต่อกันด้วยกฎข้อที่ 1 ของ Kirchhoffเมื่อผลรวมของพวกมัน ฉัน A + ฉัน B + ฉัน C \u003d 0. หากเราเพิ่มค่าการอ่านของวัตต์มิเตอร์ทั้งสองทางคณิตศาสตร์และอธิบายด้วยวิธีทางคณิตศาสตร์ เราจะได้นิพจน์:


เป็นผลให้สมมติฐานได้รับการยืนยันว่าวัตต์มิเตอร์สองตัววัดกำลังไฟฟ้าที่ใช้งานของวงจรนี้เมื่อทำการสรุปค่าที่อ่านได้ การอ่านค่าใดค่าหนึ่งจะได้รับผลกระทบจากลักษณะและขนาดของโหลด

มุมมองของเวกเตอร์แรงดันและกระแสบนระนาบเชิงซ้อนสำหรับโหลดแบบสมมาตรแสดงโดยไดอะแกรม:


ซึ่งเป็นที่ชัดเจนว่านิพจน์ใช้ในการอ่านค่าวัตต์มิเตอร์:

W 1 \u003d U L ∙I L ∙cos (φ + 30 °);
W 2 \u003d U L ∙I L ∙cos (φ-30 °)

จากผลการวิเคราะห์สูตรเหล่านี้ มันค่อนข้างง่ายที่จะสรุปดังต่อไปนี้:

1. เมื่อไหร่ φ=0 ความเท่าเทียมกันของการอ่านวัตต์มิเตอร์ทั้งสองถูกสร้างขึ้นซึ่งเป็นเรื่องปกติมากสำหรับโหลดที่ใช้งานอยู่

2. เมื่อไหร่ 0≤φ≤90°(หนึ่งในสี่ของโหลดแอคทีฟอินดักทีฟของควอแดรนท์) การอ่านวัตต์มิเตอร์ตัวที่ 2 จะมากกว่าตัวแรก (W2>W1). ในควอแดรนท์เดียวกัน การอ่านค่าทั้งหมดจากวัตต์มิเตอร์ตัวที่ 1 จะได้ค่าลบที่ค่าต่างๆ φ>60°;

3. ในกรณี 0≥φ≥90°(หนึ่งในสี่ของโหลดแบบแอคทีฟคาปาซิทีฟของควอแดรนท์) การอ่านค่าวัตต์มิเตอร์ตัวที่ 1 จะมากกว่าค่าที่สอง (W1>W2). ในควอแดรนท์เดียวกัน การอ่านวัตต์มิเตอร์ตัวที่ 2 จะได้ค่าลบที่ค่าต่างๆ φ.


เนื้อหา:

พลัง กระแสตรงในวงจรไฟฟ้าถูกกำหนด ด้วยวิธีง่ายๆโดยการคูณกระแสและแรงดัน ค่าเหล่านี้คงที่และไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป ดังนั้นค่าพลังงานจะคงที่เช่นกัน เนื่องจากระบบทั้งหมดอยู่ในสถานะสมดุล

กระแสสลับทุกประการแตกต่างจากกระแสตรงโดยเฉพาะอย่างยิ่งการมีจำนวนเฟส บ่อยครั้งที่มีสถานการณ์ที่คุณต้องคำนวณพลังงาน กระแสสามเฟสเพื่อกำหนดลักษณะของโหลดที่เชื่อมต่อได้อย่างถูกต้อง การคำนวณดังกล่าวต้องใช้ความรู้พิเศษเกี่ยวกับการทำงานของระบบไฟฟ้าสามเฟส เครือข่ายสามเฟสรวมถึงเฟสเดียวใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากต้นทุนวัสดุต่ำและใช้งานง่าย

ลักษณะของระบบสามเฟส

วงจรสามเฟสมักจะเชื่อมต่อในสองวิธีหลัก - รูปดาว (รูปที่ 1) และรูปสามเหลี่ยมซึ่งจะกล่าวถึงด้านล่าง ในไดอะแกรมทั้งหมด เพื่อการใช้งานที่สะดวกยิ่งขึ้น เฟสจะแสดงด้วยสัญลักษณ์ A, B, C หรือ U, V, W

เมื่อใช้วงจร "ดาว" (รูปที่ 1) ค่าของแรงดันรวมที่จุดตัดของเฟส N จะเท่ากับศูนย์ ในกรณีนี้เมื่อเปรียบเทียบกับเฟสเดียวจะมี พลังงานคงที่. ตำแหน่งนี้บ่งบอกถึงความสมดุลของระบบสามเฟสและชั่วขณะ พลังงานเต็มจะแสดงเป็นสูตร:


การเชื่อมต่อแบบดาวนั้นมีสองประเภท (รูปที่ 3) ในกรณีแรก แรงดันไฟฟ้าจะถูกกำหนดระหว่างเฟสใดเฟสหนึ่งและจุดตัดที่แน่นอนเป็นศูนย์ N แรงดันไฟตรงสอดคล้องกับแรงดันที่มีอยู่ระหว่างเฟส

ดังนั้น ค่าพลังงานที่ชัดเจนสำหรับการเชื่อมต่อแบบดาวจะแสดงตามสูตรต่อไปนี้:

อย่างไรก็ตาม ควรคำนึงถึงความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าของสายและเฟส ซึ่งก็คือ √3 ดังนั้นจึงจำเป็นต้องคำนวณผลรวมของกำลังของทุกเฟส สูตรจะใช้ในการคำนวณพลังงานที่ใช้งานอยู่ P \u003d 3 x U f x I f x cos φ , และสำหรับปฏิกิริยา- P \u003d √3 x U l x I f x cos φ .

อีกวิธีหนึ่งในการเชื่อมต่อเฟสคือ "สามเหลี่ยม"

การเชื่อมต่อประเภทนี้ถือว่าค่าเฟส (U f) และแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น (U l) เท่ากัน อัตราส่วนระหว่างเฟสและกระแสเชิงเส้นถูกกำหนดเป็นสูตร I = √3 x I f ตามที่ ค่าของเฟสปัจจุบันจะเป็นฉัน f \u003d ฉัน x √3

ดังนั้น กำลังของปริมาณเชิงเส้นด้วยวิธีการเชื่อมต่อนี้จะแสดงโดยใช้สูตรต่อไปนี้:

  • เต็มกำลัง: S \u003d 3 x S f \u003d √3 x U x I;
  • กำลังใช้งาน: P = √3 x U x I x cosφ;
  • พลังงานปฏิกิริยา: Q = √3 x U x I x sinφ

เมื่อมองแวบแรก สูตรพลังงานสำหรับการเชื่อมต่อแต่ละประเภทจะเหมือนกัน หากไม่มีความรู้และประสบการณ์เพียงพอ อาจนำไปสู่ข้อสรุปที่ไม่ถูกต้อง เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดดังกล่าว คุณควรพิจารณาตัวอย่างการคำนวณทั่วไป

  • การเชื่อมต่อของมอเตอร์ไฟฟ้าทำเป็นรูปสามเหลี่ยม, แรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายคือ 380 V, ความแรงของกระแสคือ 10 A ดังนั้นค่าของพลังงานทั้งหมดจะเป็นดังนี้: S \u003d 1.73 x 380 x 10 \u003d 6574 V x ก.
  • นอกจากนี้มอเตอร์ไฟฟ้าตัวเดียวกันยังเชื่อมต่อกับดาว ในกรณีนี้แต่ละเฟสที่คดเคี้ยวเริ่มได้รับแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าเมื่อเชื่อมต่อกับรูปสามเหลี่ยมถึง 1.73 เท่า แรงดันไฟหลักยังคงเหมือนเดิม ดังนั้นความแรงของกระแสในขดลวดจึงลดลง 1.73 เท่า มีอีกอันหนึ่ง จุดสำคัญ: ถ้าเมื่อเชื่อมต่อด้วยรูปสามเหลี่ยมกระแสเชิงเส้นสูงกว่ากระแสเฟส 1.73 เท่าจากนั้นเมื่อวงจรเปลี่ยนเป็นดาวค่าของพวกมันจะเท่ากัน เป็นผลให้กระแสเชิงเส้นลดลงคือ 1.73 x 1.73 = 3 เท่า
  • ดังนั้นในสูตรเดียวกัน ความหมายที่แตกต่างกัน: S \u003d 1.73 x 380 x 10/3 \u003d 2191 V x A ดังนั้นเมื่อมอเตอร์ไฟฟ้าเชื่อมต่อใหม่จากวงจรสามเหลี่ยมไปยังดาว พลังงานจะลดลง 3 เท่า

การวัดกำลังด้วยวัตต์มิเตอร์

ที่ เครือข่ายไฟฟ้าการวัดกำลังดำเนินการโดยอุปกรณ์พิเศษ - วัตต์มิเตอร์ โครงร่างการเชื่อมต่ออาจแตกต่างกันขึ้นอยู่กับการเชื่อมต่อของโหลดและลักษณะของมัน ในกรณีของโหลดแบบสมมาตร (รูปที่ 1) การวัดจะใช้เพียงเฟสเดียว จากนั้นผลลัพธ์ที่ได้จะถูกคูณด้วยสาม วิธีนี้เป็นวิธีที่ประหยัดที่สุด โดยช่วยลดขนาดของอุปกรณ์วัดได้อย่างมาก ใช้เมื่อไม่จำเป็นต้องได้รับข้อมูลที่ถูกต้องสำหรับแต่ละเฟส


ในกรณีของโหลดที่ไม่สมดุล (รูปที่ 2) การวัดจะมีความแม่นยำมากขึ้น อย่างไรก็ตาม ในการวัดกำลังของแต่ละเฟส จะต้องใช้อุปกรณ์สามชิ้นที่มีขนาดโดยรวมที่ใหญ่ คุณจะต้องประมวลผลการอ่านจากอุปกรณ์ทั้งสามเครื่องด้วย

การคำนวณกำลังของกระแสสามเฟสและการวัดสามารถทำได้ในวงจรไฟฟ้าในกรณีที่ไม่มีตัวนำที่เป็นกลาง (รูปที่ 3) ในรูปแบบดังกล่าวจะใช้อุปกรณ์สองเครื่องและกฎหมาย Kirchhoff แรกใช้สำหรับการคำนวณ: I A + I B + I C \u003d 0 ดังนั้นการอ่านค่าวัตต์มิเตอร์ทั้งหมดสองตัวจึงให้ค่ากำลังไฟฟ้าสามเฟสสำหรับวงจรนี้

ในวงจร DC พลังงานจะถูกกำหนดค่อนข้างง่าย - เป็นผลิตภัณฑ์ของกระแสและแรงดัน พวกเขาไม่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลาและเป็น ค่าคงที่ตามลำดับและกำลังคงที่นั่นคือระบบมีความสมดุล

ด้วยเครือข่าย แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับทุกอย่างซับซ้อนกว่ามาก เป็นแบบเฟสเดียว สองเฟส สามเฟส ฯลฯ เครือข่ายเฟสเดียวและสามเฟสที่ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากสะดวกและต้นทุนต่ำที่สุด

พิจารณาระบบไฟฟ้าสามเฟส

วงจรดังกล่าวสามารถเชื่อมต่อในดาวหรือในเดลต้า เพื่อความสะดวกในการอ่านวงจรและเพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดของเฟส เป็นเรื่องปกติที่จะแสดง U, V, W หรือ A, B, C

แผนภาพการเชื่อมต่อดาว:

โครงการเชื่อมต่อเฟสกับดาว

สำหรับการเชื่อมต่อแบบสตาร์ แรงดันรวมที่จุด N จะเป็นศูนย์ พลังของกระแสสามเฟสในกรณีนี้จะเป็นค่าคงที่เช่นกัน หมายความว่า ระบบสามเฟสมีความสมดุล ตรงกันข้ามกับ เฟสเดียว นั่นคือพลังของเครือข่ายสามเฟสคือ คงที่. ค่าของพลังงานสามเฟสทั้งหมดจะเท่ากับ:

ในการเชื่อมต่อประเภทนี้มีแรงดันไฟฟ้าสองประเภท - เฟสและเชิงเส้น เฟส - นี่คือแรงดันระหว่างเฟสและจุดศูนย์ N:

แรงดันเฟสในวงจร

เชิงเส้น - ระหว่างเฟส:

ดังนั้นกำลังรวมของเครือข่ายสามเฟสสำหรับการเชื่อมต่อประเภทนี้จะเท่ากับ:

แต่เนื่องจากเชิงเส้นและ แรงดันเฟสแตกต่างกันใน แต่พิจารณาผลรวมของกำลังเฟส เมื่อคำนวณ วงจรสามเฟสสูตรประเภทนี้ใช้:

ดังนั้น สำหรับผู้ที่ใช้งานอยู่:

สำหรับปฏิกิริยา:

แผนภาพการเชื่อมต่อเดลต้า



ดังที่เราเห็นได้จากการเชื่อมต่อประเภทนี้ เฟส และ แรงดันไฟฟ้ามีค่าเท่ากัน ซึ่งตามมาว่ากำลังไฟสำหรับการเชื่อมต่อเดลต้าเท่ากับ:

และสอดคล้องกัน:

การวัดพลังงาน

การวัดพลังงานที่ใช้งานอยู่ในเครือข่ายนั้นดำเนินการโดยใช้วัตต์มิเตอร์



ขึ้นอยู่กับโครงร่างการเชื่อมต่อโหลดและลักษณะของมัน (สมมาตรหรือไม่สมมาตร) โครงร่างการเชื่อมต่ออุปกรณ์อาจแตกต่างกันไป พิจารณากรณีที่มีการโหลดแบบสมมาตร:

แผนการเปิดวัตต์มิเตอร์ที่มีโหลดสมมาตร

ที่นี่ การวัดจะดำเนินการในเฟสเดียวเท่านั้น จากนั้นคูณด้วยสามตามสูตร วิธีนี้ช่วยให้คุณประหยัดอุปกรณ์และลดขนาดของการติดตั้งการวัด ใช้เมื่อไม่ต้องการความแม่นยำในการวัดสูงในแต่ละเฟส

การวัดภายใต้โหลดที่ไม่สมดุล:

แผนการเปิดวัตต์มิเตอร์ที่มีโหลดไม่สมดุล

วิธีนี้มีความแม่นยำมากกว่าเนื่องจากช่วยให้คุณสามารถวัดกำลังของแต่ละเฟสได้ แต่ต้องใช้อุปกรณ์สามชิ้นที่มีขนาดใหญ่ ขนาดโดยรวมการติดตั้งและการประมวลผลตัวบ่งชี้จากสามอุปกรณ์

การวัดในวงจรที่ไม่มีตัวนำที่เป็นกลาง:

โครงการเปิดวัตต์มิเตอร์ในกรณีที่ไม่มีสายกลาง

วงจรนี้ต้องใช้อุปกรณ์สองเครื่อง วิธีนี้เป็นไปตามกฎข้อแรกของ Kirchhoff ที่อ่าน W 1 น้อยกว่า W 2 (W 1 60 0 W 1 การอ่านโดยทั่วไปจะเป็นค่าลบ (W 1<0).

ด้วยแอคทีฟและคาปาซิทีฟ (R-C) และ W 1 > W 2 และด้วย φ<-60 0 показания W 2 <0.

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีที่ทันสมัยทำให้มีวัตต์มิเตอร์แบบดิจิตอล ซึ่งแตกต่างจากอะนาล็อกตรงที่มีขนาดเล็กกว่า เบากว่ามาก และโดยรวมน้อยกว่า นอกจากนี้ วัตต์มิเตอร์แบบดิจิตอลยังสามารถบันทึกกระแส แรงดัน วัดค่า cosφ ในเครือข่าย และอื่นๆ ช่วยให้คุณตรวจสอบค่าต่าง ๆ แบบเรียลไทม์และออกคำเตือนเมื่อค่าเบี่ยงเบน สิ่งนี้สะดวกมากและไม่จำเป็นต้องวัดกระแส แรงดัน แล้วคำนวณทั้งหมดทางคณิตศาสตร์ วัตต์มิเตอร์แบบดิจิทัลอยู่ในตัวเรือนและเชื่อมต่อ (สำหรับผู้บริโภคในครัวเรือน) ด้วยวิธีทั่วไปที่สุด - เช่นเดียวกับผู้บริโภคทั่วไป - โดยเสียบปลั๊กเข้ากับเต้ารับ