วิธีการคำนวณกำลังไฟกระแสและแรงดัน: หลักการและตัวอย่างการคำนวณสำหรับเงื่อนไขภายในประเทศ

เจ้าของอพาร์ทเมนท์บ้านส่วนตัวและวัตถุที่มีกระแสไฟฟ้าอื่น ๆ มักเผชิญกับปัญหาในการกำหนดค่าของปริมาณไฟฟ้าหลักเนื่องจากไม่ง่ายในการคำนวณพลังงานจากความแรงของกระแสที่อนุญาตและแรงดันไฟฟ้าที่รู้จักหรือเพื่อแก้ปัญหาผกผัน

การบังคับใช้กฎหมายที่มีชื่อเสียงโดยตรงของโอห์มโดยไม่คำนึงถึงคุณสมบัติของเครือข่ายในครัวเรือนและอุปกรณ์สามารถนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ไม่ถูกต้อง

ในสารนี้เราจะเข้าใจว่ากำลังและพูดคุยเกี่ยวกับวิธีการคำนวณตัวบ่งชี้นี้

แนวคิดพื้นฐานของปริมาณ

การคำนวณทางไฟฟ้าขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ที่รู้จักกันดีระหว่างความแรงของกระแส (I, แอมแปร์), ค่าแรงดันไฟฟ้า (U, โวลต์), ค่าพลังงาน (P, วัตต์) และความต้านทาน (R, โอห์ม) การคำนวณในทางปฏิบัติมักต้องการความรู้เกี่ยวกับคุณค่าของสามประการแรก

เราจะเตือนคุณว่านิพจน์ตัวเลขของค่าที่แสดงนั้นไม่เพียงพอ - เราต้องการคุณสมบัติเพิ่มเติมที่เปิดเผยโหมดการใช้พลังงาน

กระแสไฟฟ้า

การคำนวณ cross-section ที่เพียงพอของแกนประมวลผลและการจัดอันดับของเบรกเกอร์สำหรับสาขาเฉพาะของเครือข่ายพลังงานจะดำเนินการตามค่าของกระแสสูงสุดที่เป็นไปได้สำหรับส่วนนี้ นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันสถานการณ์ไฟไหม้ในสายไฟซึ่งมักจะทำให้เกิดไฟไหม้

การทำงาน พารามิเตอร์เครื่อง และ RCD ได้รับการคัดเลือกตามข้อกำหนดของกฎระเบียบ ในการตรวจสอบ cross-section ของตัวนำที่อนุญาตขึ้นอยู่กับความแรงของกระแสสูงสุดที่เป็นไปได้นั้นจำเป็นต้องใช้ตารางที่จัดทำโดยผู้ผลิตผลิตภัณฑ์เนื่องจากสายเคเบิลนั้นส่วนใหญ่ผลิตตาม TU และไม่ใช่ตาม GOST

การทำเครื่องหมายเหมือนกันสายเคเบิลที่ผลิตตาม GOST (ซ้าย) และ TU (ขวา) แตกต่างกันทั้งทางสายตาและในลักษณะพื้นฐาน

เนื่องจากเป็นไปได้ที่จะคำนวณความแรงของกระแสไฟฟ้าจากอุปกรณ์และแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายที่ใช้ดังนั้นจึงจำเป็นต้องกำหนดค่าของตัวบ่งชี้ทั้งสองอย่างถูกต้อง

แรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายครัวเรือน

เจ้าของอพาร์ทเมนต์หลายคนเชื่อว่าแรงดันไฟฟ้าเฟสมาตรฐานสำหรับความต้องการของใช้ในครัวเรือนอยู่ที่ประมาณ 220 Vในกรณีส่วนใหญ่นี่เป็นเรื่องจริง แม้ว่าโดย GOST 29322-2014 ตั้งแต่วันที่ 01.10.2015 ภายในสหพันธรัฐรัสเซียจะมีการเปลี่ยนไปใช้ระบบ 230 V ที่เข้ากันได้กับกลุ่มประเทศ EEC

ส่วนเบี่ยงเบน 5% จากมาตรฐานเป็นที่ยอมรับสำหรับช่วงเวลาใด ๆ และ 10% สำหรับช่วงเวลาไม่เกิน 1 ชั่วโมง ดังนั้นตามกฎเก่าค่าแรงดันไฟฟ้าอาจผันผวนในช่วงจาก 198 ถึง 242 V และตาม GOST ปัจจุบัน - จาก 207 ถึง 253 V

นอกจากนี้ยังมีกรณีที่แรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายเป็นเวลานานจะต่ำกว่าค่าปกติ สถานการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นเมื่อพลังงานรวมของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อกับสาขาสูงกว่าที่วางแผนไว้และเมื่อพวกเขาเปิดใช้งานส่วนใหญ่จะเกิด "การเบิกเงินผ่านเครือข่าย" เกิดขึ้น

ปัญหานี้เกิดขึ้นในพื้นที่รับผิดชอบของหน่วยงานที่รับผิดชอบในการจัดหาไฟฟ้าและมีความเกี่ยวข้องกับหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายไฟฟ้าที่มากเกินไปการเสื่อมสภาพของสถานีไฟฟ้าย่อยหรือมีสายไฟไม่เพียงพอ

แรงดันอินพุตที่ลดลงนำไปสู่ไม่เพียง แต่การเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์ปัจจุบันและการป้องกันที่เป็นไปได้ แต่ยังรวมถึงการสลายอย่างรวดเร็วของเครื่องใช้ไฟฟ้าที่มีมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อน

เพื่อค้นหาความหมาย แรงดันไฟฟ้าจริง มีความจำเป็นต้องวัดเป็นระยะโดยใช้โวลต์มิเตอร์ หากตัวบ่งชี้“ เดิน” มากแสดงว่าจำเป็นต้องมีการใช้งาน โคลง หรือตัวแปลงราคาแพงกว่าพร้อมฟังก์ชั่นการจัดเก็บพลังงาน

ความแตกต่างในแนวคิดของพลังของเครื่องใช้ไฟฟ้า

อุปกรณ์ทั้งหมดที่ใช้ไฟฟ้ามีพารามิเตอร์เช่นกำลังไฟ ยิ่งตัวบ่งชี้นี้สูงขึ้นพลังงานที่อุปกรณ์ใช้จากวงจรก็จะมากขึ้นเท่านั้น

พลังงานมีสามประเภท:

• ใช้งาน (P). มันแสดงถึงอัตราการแปลงพลังงานไฟฟ้าไปเป็นอีกรูปแบบหนึ่งเช่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือความร้อน จะต้องนำมาพิจารณาเมื่อคำนวณต้นทุนพลังงานที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ดังนั้นค่าใช้จ่ายของอุปกรณ์ หน่วยวัดคือ W.
• ปฏิกิริยา (Q). มันเป็นลักษณะของพลังงานที่มาจากแหล่งกำเนิด (หม้อแปลง) ไปยังองค์ประกอบที่มีปฏิกิริยาต่อผู้บริโภค (ตัวเก็บประจุขดลวดมอเตอร์) แต่จากนั้นจะส่งกลับไปยังแหล่งกำเนิดเกือบจะในทันที หน่วยวัดคือ W หรือ var (ถอดรหัส - โวลต์ - แอมป์รีแอคทีฟ)
• เต็ม (S). เป็นลักษณะของภาระที่ผู้ใช้บริการวางบนส่วนประกอบของวงจร มันถูกใช้ในการคำนวณพื้นที่หน้าตัดของสายเคเบิลและเลือกการจัดอันดับของเครื่องนั่นคือความแรงของกระแสจะถูกคำนวณที่กำลังเต็มของเครื่องใช้ไฟฟ้าทั้งหมดที่เชื่อมต่อกับวงจร หน่วยวัดคือ W หรือ V * A (V * A เป็นโวลต์แอมแปร์)

พารามิเตอร์ทั้งหมดเหล่านี้สามารถคำนวณใหม่ผ่านมุมเฟสที่เกิดขึ้นระหว่างเวกเตอร์แรงดันและกระแสไฟฟ้า (ฉ):

P = S * cos (ฉ);

Q = S * บาป (ฉ);

S² = P² + Q².

สำหรับเครื่องใช้ไฟฟ้าในครัวเรือนซึ่งพลังงานทั้งหมดเกินกว่าที่ใช้งานอยู่อย่างมีนัยสำคัญ ได้แก่ ตู้เย็นเครื่องซักผ้าฟลูออเรสเซนต์และหลอดประหยัดไฟรวมถึงชุดอิเล็กทรอนิกส์กำลัง

เครื่องยนต์มักจะบ่งบอกถึงพลังงานที่ใช้งานและค่าสัมประสิทธิ์ ในกรณีนี้พลังงานทั้งหมดจะถูกคำนวณดังนี้: S = P / cos (f) = 750 / 0.78 = 962 W

นอกจากนี้ยังมีสิ่งต่าง ๆ เช่นยอดเขาหรือพลังงานเริ่มต้น ความจริงก็คือการเร่งเครื่องยนต์ต้องใช้ความพยายามมากกว่าเพื่อรักษาการหมุนของพวกเขา ดังนั้นเมื่อคุณเปิดอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่นตู้เย็นหรือเครื่องซักผ้าจะเกิดการโหลดขึ้นในระยะสั้นในส่วนของวงจร

กระแสเริ่มต้นอาจสูงกว่ากระแสที่ใช้งานหลายเท่า เมื่อคำนวณตามความจำเป็น ส่วนของสายเคเบิล และการเลือกระดับของเครื่องควรคำนึงถึงสิ่งนี้ด้วย

ในการทำเช่นนี้คุณต้องกำหนดอุปกรณ์ที่มีความแตกต่างมากที่สุดในการเริ่มต้นและการใช้งานพลังงานและเพิ่มเข้าไปในค่าทั้งหมด กระแสเริ่มต้นของอุปกรณ์อื่น ๆ สามารถถูกละเว้นได้เนื่องจากความน่าจะเป็นของการทำงานพร้อมกันในการรวมเครื่องยนต์จากผู้บริโภคที่แตกต่างกันเกือบเป็นศูนย์

ความสัมพันธ์เชิงเส้นและเฟส

ทุกวันนี้การฝึกเชื่อมวัตถุในครัวเรือนเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าสามเฟสได้แพร่กระจายออกไป

นี่คือเหตุผลด้วยเหตุผลดังต่อไปนี้:

• การใช้พลังงานอย่างมีนัยสำคัญ ในกรณีนี้การสรุปของเครือข่ายเฟสเดียวที่มีกำลังสูงจะไม่มีเหตุผลมากนักเนื่องจากส่วนต่อของสายเคเบิลขนาดใหญ่และการใช้วัสดุที่สูงของหม้อแปลง
• การปรากฏตัวของอุปกรณ์ที่ทำงานจากสามขั้นตอน การดำเนินการของวงจรสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์ดังกล่าวเข้ากับวงจรเฟสเดียวนั้นไม่ได้ง่ายมากและเต็มไปด้วยสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นเช่นเมื่อเริ่มต้นมอเตอร์เหนี่ยวนำ

มีสองวิธีในการเชื่อมต่ออุปกรณ์สามเฟส - "ดาว" และ "สามเหลี่ยม"

แผนผังไดอะแกรมของการส่งไฟฟ้าในสามขั้นตอน ชื่อ "ดาว" และ "สามเหลี่ยม" ที่ได้รับเนื่องจากความคล้ายคลึงกันทางเรขาคณิตกับวัตถุเหล่านี้

ในวงจรประเภทดาวกระแสเชิงเส้นและเฟสเหมือนกันและแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นมากกว่าแรงดันไฟฟ้าเฟส 1.73 เท่า:

ผม_ล. = ผม_ฉ;

U_ล. = 1.73 * U_ฉ.

สูตรนี้จะอธิบายอัตราส่วนแรงดันไฟฟ้าที่เป็นที่รู้จักสำหรับเครือข่ายในครัวเรือนและอุตสาหกรรมไฟฟ้าแรงต่ำด้วยความถี่ 50 Hz: 220/380 V (ตาม GOST ใหม่: 230/400 V)

เมื่อเชื่อมต่อชนิดสามเหลี่ยมในทางกลับกันแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้นและกระแสเชิงเส้นมากกว่าเฟส:

ผม_ล. = 1.73 * ผม_ฉ;

U_ล. = U_ฉ.

สูตรเหล่านี้สามารถใช้ได้กับการโหลดเฟสแบบสมมาตรเท่านั้น หากการใช้กระแสไฟฟ้าบนสายเคเบิลแตกต่างกัน (เครื่องรับแบบอสมมาตร) การคำนวณจะดำเนินการโดยใช้กฎของพีชคณิตเวกเตอร์และกระแสไฟฟ้าที่เท่ากันจะได้รับการชดเชยด้วยลวดเป็นกลาง อย่างไรก็ตามสำหรับเครือข่ายที่มีอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกรณีดังกล่าวจะหายาก

ความสัมพันธ์ของปริมาณหลัก

ปัญหาที่พบบ่อยที่สุดที่ผู้บริโภคทั่วไปต้องเผชิญคือการคำนวณจุดแข็งในปัจจุบัน ดังนั้นวิธีการคำนวณแอมแปร์อย่างถูกต้องตามค่าที่ทราบของแรงดันและพลังงาน? มีความจำเป็นต้องแก้ไขเมื่อพิสูจน์ค่าของส่วนขวางของแกนและการจัดอันดับของเครื่องโดยมีข้อมูลทางเทคนิคเกี่ยวกับอุปกรณ์ที่จะใช้พลังงานในวงจรนี้

หลังจากคำนวณความแรงของกระแสเคเบิลที่มีส่วนตัดขวางที่เล็กที่สุดที่อนุญาตจะถูกเลือก อย่างไรก็ตามวิธีนี้ไม่ถูกต้องเสมอไปเนื่องจากวิธีการแก้ปัญหาดังกล่าวจะนำไปสู่ข้อ จำกัด ที่สำคัญเมื่อจำเป็นต้องเพิ่มเครื่องใช้ไฟฟ้าใหม่เข้าสู่เครือข่าย

บางครั้งมีความจำเป็นต้องทำการคำนวณแบบกลับด้านและกำหนดพลังงานทั้งหมดที่สามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่แรงดันไฟฟ้าที่รู้จักและความแรงของกระแสสูงสุดที่อนุญาตซึ่งถูก จำกัด โดยการเดินสายที่มีอยู่

คุณสามารถแก้ไขปัญหาทั้งสองนี้สำหรับวงจรเฟสเดียวโดยใช้สูตรอย่างง่าย:

ผม = S / U;

S = U * ผม,

ที่ไหน S - พลังที่ชัดเจนของผู้ใช้ไฟฟ้าทั้งหมด

แผนภูมิวงกลมสะท้อนกฎของโอห์มและแสดงการพึ่งพาพลังงานกระแสไฟฟ้าแรงดันและความต้านทานเหมาะสำหรับการคำนวณพารามิเตอร์ของวงจรเฟสเดียว

ในการแก้ปัญหาการคำนวณความแรงของกระแสจากค่าพลังงานและแรงดันไฟฟ้าที่ทราบหรือคำนวณได้ในวงจรสามเฟสคุณจะต้องรู้ค่าภาระทั้งหมดที่กำหนดในแต่ละเฟส

และตัวตัดขวางของตัวนำสายเคเบิลที่ต้องการและคะแนนขั้นต่ำที่อนุญาตของเครื่องจะถูกเลือกตามแนวที่คึกคักที่สุดโดยพิจารณาว่า:

S = 3 * สูงสุด {S₁, S₂, S₃}.

ผม = S / (U * 1.73).

พลังงานที่อนุญาตสำหรับแต่ละเฟสสามารถคำนวณโดยสูตรต่อไปนี้:

S_1,2,3 ผม * U / 1.73,

ที่ไหน ผม - กระแสไฟสูงสุดที่อนุญาตสำหรับการเดินสายที่มีอยู่

ข้อสรุปและวิดีโอที่มีประโยชน์ในหัวข้อ

การคำนวณความแรงของกระแสไฟฟ้าด้วยกำลังไฟเพื่อเลือกส่วนของสายเคเบิล:

การพิจารณาการใช้พลังงานของกลุ่มเครื่องใช้ไฟฟ้าเป็นตัวอย่างของบ้านส่วนตัว:

การคำนวณความแรงของกระแสไฟฟ้าเพื่อกำหนดพารามิเตอร์การเดินสายไฟหรือกำหนดกำลังไฟที่อนุญาตในวงจรที่มีอยู่สามารถทำได้อย่างอิสระ สำหรับวิธีการแก้ไขปัญหาที่ถูกต้องจำเป็นต้องคำนึงถึงความแตกต่างที่เกิดขึ้นในทางปฏิบัติและไม่เพียง แต่ใช้สูตรที่รู้จักกันดีซึ่งทำงานภายใต้เงื่อนไข "อุดมคติ"

หากคุณมีคำถามเกี่ยวกับหัวข้อของบทความหรือคุณสามารถเพิ่มเติมเนื้อหานี้ด้วยข้อมูลที่น่าสนใจโปรดแสดงความคิดเห็นของคุณในบล็อกด้านล่าง