формулы расчета на 220в и 380в

Включение потребителей в бытовые или промышленные электрические сети с использованием кабеля меньшей мощности, чем это необходимо, может вызвать серьезные негативные последствия. В первую очередь это приведет к постоянному срабатыванию автоматических выключателей или перегоранию плавких предохранителей. При отсутствии защиты питающий провод или кабель может перегореть. В результате перегрева изоляция оплавляется, а между проводами возникает короткое замыкание. Чтобы избежать подобных ситуаций, необходимо заранее выполнить расчет тока по мощности и напряжению, в зависимости от имеющейся однофазной или трехфазной электрической сети.

Содержание

Для чего нужен расчет тока

Расчет величины тока по мощности и напряжению выполняется еще на стадии проектирования электрических сетей объекта. Полученные данные позволяют правильно выбрать питающий кабель, к которому будут подключаться потребители. Для расчетов силы тока используется значение напряжения сети и полной нагрузки электрических приборов. В соответствии с величиной силы тока выбирается сечение жил кабелей и проводов.

Если все потребители в доме или квартире известны заранее, то выполнение расчетов не представляет особой сложности. В дальнейшем проведение электромонтажных работ значительно упрощается. Таким же образом проводятся расчеты для кабелей, питающих промышленное оборудование, преимущественно электрические двигатели и другие механизмы.

Расчет тока для однофазной сети

Измерение силы тока производится в амперах. Для расчета мощности и напряжения используется формула I = P/U, в которой P является мощностью или полной электрической нагрузкой, измеряемой в ваттах. Данный параметр обязательно заносится в технический паспорт устройства. U – представляет собой напряжение рассчитываемой сети, измеряемое в вольтах.

Взаимосвязь силы тока и напряжения хорошо просматривается в таблице:

Электрические приборы и оборудование	Потребляемая мощность (кВт)	Сила тока (А)
Стиральные машины	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Электрические плиты стационарные	4,5 – 8,5	20,5 – 38,6
Микроволновые печи	0,9 – 1,3	4,1 – 5,9
Посудомоечные машины	2,0 – 2,5	9,0 – 11,4
Холодильники, морозильные камеры	0,14 – 0,3	0,6 – 1,4
Электрический подогрев полов	0,8 – 1,4	3,6 – 6,4
Мясорубка электрическая	1,1 – 1,2	5,0 – 5,5
Чайник электрический	1,8 – 2,0	8,4 – 9,0

Таким образом, взаимосвязь мощности и силы тока дает возможность выполнить предварительные расчеты нагрузок в однофазной сети. Таблица расчета поможет подобрать необходимое сечение провода, в зависимости от параметров.

Диаметры жил проводников (мм)	Сечение жил проводников (мм2)	Медные жилы		Алюминиевые жилы
		Сила тока (А)	Мощность (кВт)	Сила (А)	Мощность (кВт)
0,8	0,5	6	1,3
0,98	0,75	10	2,2
1,13	1,0	14	3,1
1,38	1,5	15	3,3	10	2,2
1,6	2,0	19	4,2	14	3,1
1,78	2,5	21	4. 6	16	3,5
2,26	4,0	27	5,9	21	4,6
2,76	6,0	34	7,5	26	5,7
3,57	10,0	50	11,0	38	8,4
4,51	16,0	80	17,6	55	12,1
5,64	25,0	100	22,0	65	14,3

Расчет тока для трехфазной сети

В случае использования трехфазного электроснабжения вычисление силы тока производится по формуле: I = P/1,73U, в которой P означает потребляемую мощность, а U – напряжение в трехфазной сети. 1,73 является специальным коэффициентом, применяемым для трехфазных сетей.

Так как напряжение в этом случае составляет 380 вольт, то вся формула будет иметь вид: I = P/657,4.

Точно так же, как и в однофазной сети, диаметр и сечение проводников можно определить с помощью таблицы, отражающей зависимости этих параметров от различных нагрузок.

Диаметры жил проводников (мм)	Сечение жил проводников (мм2)	Медные жилы		Алюминиевые жилы
		Сила тока (А)	Мощность (кВт)	Сила (А)	Мощность (кВт)
0,8	0,5	6	2,25
0,98	0,75	10	3,8
1,13	1,0	14	5,3
1,38	1,5	15	5,7	10	3,8
1,6	2,0	19	7,2	14	5,3
1,78	2,5	21	7,9	16	6,0
2,26	4,0	27	10,0	21	7,9
2,76	6,0	34	12,0	26	9,8
3,57	10,0	50	19,0	38	14,0
4,51	16,0	80	30,0	55	20,0
5,64	25,0	100	38,0	65	24,0

В некоторых случаях расчет тока по напряжению и мощности следует проводить с учетом полной реактивной мощности, присутствующей в электродвигателях, сварочном и другом оборудовании. Для таких устройств коэффициент мощности будет равен 0,8.

Как рассчитать мощность тока

Калькулятор перевода силы тока в мощность, ампер в ватты

Для расчёта нагрузки на электрическую сеть и затрат электроэнергии можно использовать специальный калькулятор перевода силы тока в мощность. Такая функция появилась недавно, значительно облегчив ручное определение.

Хотя формулы известны давно, далеко не все хорошо знают физику, чтобы самостоятельно определять силу тока в сети. Калькулятор помогает с этим, поскольку для работы достаточно знать напряжение и мощность.

Содержание

1. Что такое мощность Ватт [Вт]
2. Что такое Сила тока. Ампер [А]
3. Сколько Ватт в 1 Ампере?
4. Таблица перевода Ампер – Ватт
5. Зачем нужен калькулятор
6. Как пользоваться

Что такое мощность Ватт [Вт]

Мощность — величина, определяющая отношение работы, которую выполняет источник тока, за определённый промежуток времени. Один ватт соответствует произведению одного ампера на один вольт, но при определении трат на электроэнергию используется величина киловатт/час.

Она соответствует расходу одной тысячи ватт за 60 минут работы. Именно по этому показателю определяется стоимость услуг электроэнергии.

В большинстве случаев мощность, которую потребляет прибор, указана в технической документации или на упаковке. Указанное количество производится за один час работы.

Например, компьютер с блоком питания 500 Вт будет крутить 1 кВт за 2 часа работы.

Помочь определить силу тока при известной мощности поможет калькулятор, который делает перевод одной физической величины в другую.

Что такое Сила тока. Ампер [А]

Сила тока представляет собой скорость, с которой электрический заряд течёт по проводнику. Один ампер равен заряду в один кулон, который проходит через проводник за одну секунду. Один кулон представляет собой очень большой заряд, поэтому в большинстве устройств эта величина измеряется в миллиамперах.

Сила тока зависит от сечения проводника и его длины. Это необходимо учитывать при планировке сооружений, а также выборе электрических приборов. Хотя большинству не следует задумываться на этот счёт, поскольку это задача инженеров и проектировщиков.

Сколько Ватт в 1 Ампере?

Для определения мощности цепи также важно понятие напряжения. Это электродвижущая сила, перемещающая электроны. Она измеряется в вольтах. Большинство приборов имеют в документации эту характеристику.

Чтобы определить мощность при силе тока в один ампер, необходимо узнать напряжение сети. Так, для розетки в 220 вольт получится: P = 1*220 = 220 Вт. Формула для расчёта: P = I*U, где I — сила тока, а U — напряжение. В трёхфазной сети нужно учитывать поправочный коэффициент, отражающий процент эффективности работы. В большинстве случаев он составляет от 0,67 до 0,95.

Таблица перевода Ампер – Ватт

Для перевода ватт в амперы необходимо воспользоваться предыдущей формулой, развернув её. Чтобы вычислить ток, необходимо разделить мощность на напряжение: I = P/U. В следующей таблице представлена сила тока для приборов с различным напряжением — 6, 12, 24, 220 и 380 вольт.

Помните, что для сетей с высоким напряжением, указанная сила тока отличается в зависимости от коэффициента полезного действия.

Таблица соотношения ампер и ватт, в зависимости от напряжения.

	6В	12В	24В	220В	380В
5 Вт	0,83А	0,42А	0,21А	0,02А	0,008А
6 Вт	1,00А	0,5А	0,25А	0,03А	0,009А
7 Вт	1,17А	0,58А	0,29А	0,03А	0,01А
8 Вт	1,33А	0,66А	0,33А	0,04А	0,01А
9 Вт	1,5А	0,75А	0,38А	0,04А	0,01А
10 Вт	1,66А	0,84А	0,42А	0,05А	0,015А
20 Вт	3,34А	1,68А	0,83А	0,09А	0,03А
30 Вт	5,00А	2,5А	1,25А	0,14А	0,045А
40 Вт	6,67А	3,33А	1,67А	0,13А	0,06А
50 Вт	8,33А	4,17А	2,03А	0,23А	0,076А
60 Вт	10,00А	5,00А	2,50А	0,27А	0,09А
70 Вт	11,67А	5,83А	2,92А	0,32А	0,1А
80 Вт	13,33А	6,67А	3,33А	0,36А	0,12А
90 Вт	15,00А	7,50А	3,75А	0,41А	0,14А
100 Вт	16,67А	3,33А	4,17А	0,45А	0,15А
200 Вт	33,33А	16,66А	8,33А	0,91А	0,3А
300 Вт	50,00А	25,00А	12,50А	1,36А	0,46А
400 Вт	66,66А	33,33А	16,7А	1,82А	0,6А
500 Вт	83,34А	41,67А	20,83А	2,27А	0,76А
600 Вт	100,00А	50,00А	25,00А	2,73А	0,91А
700 Вт	116,67А	58,34А	29,17А	3,18А	1,06А
800 Вт	133,33А	66,68А	33,33А	3,64А	1,22А
900 Вт	150,00А	75,00А	37,50А	4,09А	1,37А
1000 Вт	166,67А	83,33А	41,67А	4,55А	1,52А

Используя таблицу также легко определить мощность, если известны напряжение и сила тока.

Это пригодится не только для расчёта потребляемой энергии, но и для выбора специальной техники, отвечающей за бесперебойную работу или предотвращающей перегрев.

Зачем нужен калькулятор

Онлайн-калькулятор применяется для перевода двух физических величин друг в друга. Перевести амперы в ватты при помощи такого калькулятора — минутное дело. Сервис позволит быстро вычислить необходимую характеристику прибора, определить электроэнергию, которую будет расходовать техника за час работы.

Как пользоваться

Чтобы перевести ток в мощность, достаточно ввести номинальное напряжение и указать вторую известную величину. Калькулятор автоматически рассчитает неизвестный показатель и выведет результат.

Узнать напряжение и стандартную силу тока можно в технической документации устройства. Для приборов бытовой техники обычно указывается мощность, из которой также легко вычислить ток. Для удобства в калькуляторе можно переключать ватты на киловатты, а ампера на миллиамперы.

Читайте далее:

Как правильно расcчитать силу тока при выборе сечения проводов

Наша компания предоставляет услуги по разработке электропроекта в квартирах. Мы подготовили для Вас эту статью с полезной информацией. Надеемся, что Вам она пригодится.

В течение реализации электропроекта, чтобы вычислить возможную потерю напряжения, необходимо обязательно знать такие величины, как нагрузка и длина всех отдельных участков в сети. Только после этого можно будет непосредственно начинать проектирование расположения электрической сети. С имеющимися показателями составляется расчетная схема. Она различна для 3-фазных сетей и 1-фазных.

В первом случае вычисленная нагрузка сети делится на три части, которые распределяются одинаково по 3-м фазам. Однако на практике не всегда получается распределить нагрузку равномерно. Точнее всего это можно сделать с сетями, в которых работают 3-фазные двигатели. Если же в них применяются 1-фазные потребители, то сделать это намного сложнее. Такие сети с 3-фазными двигателями устанавливаются в городских системах снабжения электричеством потребителей. В них обычно действуют 1-фазные приемники электричества, поэтому в расчете нагрузки, поделенной на три равные части, всегда есть небольшие отклонения. Но во время проектирования устанавливаются равные части показателя нагрузки. Такой подход позволяет упростить процесс проектирования. Обычно делается расчетная схема только на одну линейную часть сети, т.е. на одну фазу. Показатели к остальным фазам берутся, как равносильные. В схеме обозначаются дополнительно места монтирования плавких предохранителей и аппаратов защиты сети от возможных сбоев и аварийных ситуаций.

Кроме всего этого во время проектирования электрической сети нужно обязательно учитывать особенность плана здания и разреза его помещений. Это необходимо потому, что в некоторых помещениях ранее уже была установлена электропроводка. На ней обычно указываются электротоки и мощность подключаемых приборов, в число которых входят розетки, осветительные приборы и т. п.

Способ расчета силы тока во время составления проекта базируется на уже существующем плане жилого населенного пункта или производственного предприятия. На нем обозначаются все точки включения разных групп электроприемников. Это могут быть отдельные дома, или просто знания производственного предприятия. При отсутствии такого плана невозможно сделать точный проект проектирования электросети. От этого в последующем зависит качество проведения электромонтажных работ.

На схеме длина отдельного участка электросети помечается согласно выбранному масштабу плана в целом. Если же чертежа нет, то тогда длины отдельных участков сети помечаются в реальном размере. Только в таком случае можно составить проект электросети без погрешностей.

Когда записывается расчетная схема электросети, соблюдать масштабирование, при нанесении на нее участков сети, не обязательно. Главное, чтобы верно были нанесены участки соединения отрезков электросети.

Рисунок A

На рисунке А показан пример схемы электрической линии наружного монтажа. По ней доставляется ток в населенный пункт силой в 380/220В. На ней начерчены участки сети, которые измеряются в метрах. Они располагаются, как слева, так и сверху. Показана и нагрузка с помощью стрелок вправо и вниз. На них указаны расчетные мощности. Их измеряют в киловаттах. На приведенном примере схемы главной, магистральной линией является отрезок АБВ. От него идут ответвления. Это отрезки ВЕ, БД, ВГ.

Вычисление расчетных мощностей электросети

Вычисление расчетных мощностей электросети (нагрузок) достаточно сложная работа. Она выполняется, как при создании проекта «с нуля», так и во время реконструкции объекта и его сетей. Каждый из подключенных приборов (люстра, телевизор, холодильник и т.д.) берут от сети определенное номинальное число мощности при заданном номинальном значении напряжения на зажимах. Данная мощность берется за расчетную величину для конкретного приемника электричества. Потом осуществляется определение значения расчетной мощности для электродвигателя сети. Данная работа намного сложнее, чем предыдущая. Полученный верный результат зависит от крутящегося момента. Он связан с двигателем подключаемых механизмов, в число которых входят вентилятор, станок и транспортер. Вычисленная номинальная мощность помечается на корпусе двигателя. Данный показатель отличается от фактически существующей мощности. Получается, что, например, нагрузка токарного станка число не константное. Оно меняется от толщины стружки, которая снимается с детали, а также от размера объекта обработки.

Вычисление расчетной мощности двигателя является трудной задачей еще и потому, что в ходе работы следует принимать во внимание количество возможно подсоединенных приемников электричества. А это играет важную роль в ходе проведения электромонтажных работ.

Примером тому выступает высчитывание нагрузки для электросети, которая предназначена для обеспечения энергией мастерской. Там функционируют тридцать электрических двигателей. Часть из них всегда работают без остановки. К ним относят двигатели вентиляторов. А вот двигатели станков работают в режиме с определенными перерывами. Часть из них вообще функционируют с неполной нагрузкой. Поэтому расчетная мощность сети в этой ситуации признается за переменную величину. Всегда берется данное значение с запасом, т.е. максимальный показатель. После определяется максимальный средний показатель за промежуток времени, равный тридцати минутам.

Формула расчета мощности электрических приемников, определяемой в кВт.

Р = Кс х Ру

Кc – коэффициент, показывающий величину спроса при максимально возможной нагрузке. Данный показатель рассчитывается при максимальном числе приемников. Если определяется коэффициент двигателя, то необходимо обязательно рассчитывать нагрузку приемников каждого в отдельности.

Py – мощность определенной группы электрических приемников, которая узнается путем сложения номинальной мощности всех приемников. Рассчитывается в кВт.

Вычисление показателя расчетного тока электрической линии, как для одного приемника, так и для группы.

Когда предстоит задача отобрать диаметр сечения электрического прибора, тогда нужно обязательно выяснить и размер расчетного тока. Определяется два показателя. Один базируется на показателе плотности, а другой на условиях нагревания.

Формула вычисления расчетного тока 3-х фазного электрического приемника.

Где Р – нагрузка приемника, рассчитываемая в кВт.

Un- величина номинального напряжения приемника в комплекте с зажимами. Определяется, как величина линейного, межфазного напряжения в сети
Cos ? — константная величина мощности приемника.

Выше представленная формула используется для расчета мощности тока из группы однофазных или 3-х фазных приемников. Ко всему этому прилагается условие того, все имеющиеся приемники подсоединяются в одинаковых размерах к каждой отдельной фазе из трех возможных. Есть же специальная формула расчета мощности для 1-фазного приемника или нескольких, образующих группу, подсоединенных только к одной фазе 3-фазной сети.

Uнф – значение номинального напряжения каждого отдельного приемника, которое равно показателю фазного напряжения сети. В этом месте и осуществляется подсоединение приемников. Вычисляется значение в ваттах.

Cos ? — константная величина мощности приемника. Для лампочек света и нагревательных приборов данное значение равно единице. Это делает процесс расчета быстрее и проще. 
Вычисление тока по существующей расчетной схеме электросети

Для примера берем электросеть небольшого жилого поселка. Она изображена на рисунке А. На нем расчетная нагрузка каждого отдельного дома, которая присоединяется к общей линии электросети, изображается с помощью стрелок. В конце стрелки написано значение, высчитанное в киловаттах. Чтобы создать проект проведения электричества в жилой поселок и отобрать необходимый диаметр сечения проводов, нужно вычислить нагрузку на все имеющиеся участки.

Расчет производится на базе первого закона Кирхгофа. Он говорит, что для любой точки электросети общая сумма поступающих токов может быть равна суммарному значению всех выходящих токов. Этот закон используется только для расчета нагрузок, выраженных в киловаттах.

Пример

Требуется найти наилучший, с точки зрения оптимальности, вариант распределения нагрузки по разным участкам электрической линии. Так на участке, длина которого равна восьмидесяти метров, в самой завершающей точке Г, где происходит вход его в общую сеть, нагрузка равна девяти киловаттам. На ответвлении в сорок метров нагрузка уже рассчитывается путем сложения нагрузок от домов, примыкающих к конечной точке ответвления ВГ. Т.е. 9+6=15 кВт. Чуть далее, на расстоянии в пятьдесят метров, нагрузка в точке В уже равна сумме трех показателей, а именно 15+4+5=24 кВт.

Таким же способом происходит расчет и всех оставшихся участков электросети. Чтобы сделать работу проще и быстрее, все вышеперечисленные значения указываются в строго определенном порядке. На рисунке А величины длины участков электролинии отмечаются в порядке слева и сверху, а нагрузка – справа и снизу. И наконец, любое проектирование электросети обязательно должно учитывать токи в электроустановочных зданиях, где происходит утечка.

Задание

Например, в ситуации с мастерской, 4-хпроводная электролиния, характеризуемая напряжением в 380/220В, осуществляет питание 30 электрических двигателей. Получается, что сумма мощностей равна сорока восьми киловаттам. Т.е. Py1 = 48 кВт. Сумма мощностей лампочек для света равна двум киловаттам. Ру2 = 2 кВт. Константное значение на спрос для осветительной и силовой нагрузки равно соответственно Кс2=0,9 и Кс1=0,35. Среднее константное значение мощности для всей в целом установки равно cos ф=0,75. Вопрос: вычислить расчетный ток электролинии.

Решение

Сначала производим расчет нагрузки электрических двигателей.

P1 = 0,35 х 48 =16,8 кВт

Далее рассчитываем расчетную нагрузку для осветительных приборов.

Р2=0,9 х 2=1,8 кВт.

Теперь считаем конечную сумму мощностей.

Р= 16,8 + 1,8= 18,6 кВт.

Итого, расчетный ток вычисляем по формуле

Вычислив приблизительное значение расчетного тока, можно проверить правильность создания проекта прокладывания электросети и проведения монтажных работ.

как сделать и что это такое

Чаще всего расчет силы тока по мощности делают для построения правильных электрических сетей, например, в квартире.

Очень полезны будут такие знания для самостоятельного их проектирования (второе название – проводка) в комнате, помещении.

Содержание:

• 1 Как производят такие расчеты
• 2 Ток и расчеты исходя от мощности
• 3 Расчеты силы тока и жизнь

Как производят такие расчеты

Если говорить о точных математических формулах, которыми в основном такие понятия и выражаются, то можно применить следующую: І=P/(U÷cosφ).

Мощность силы тока

Что значат латинские І, P и U? А также cosφ? Обо всем по порядку:

І – это собственно сила тока.

P – обозначает мощность или электрическую нагрузку (измеряется величина в единицах “Ваттах”, сокращенно “Вт”).

U – то напряжение, которое фактически есть в электрической сети (напряжение принято измерять Вольтами, или сокращенно “В”).

Что обозначает косинус – это так называемый коэффициент или показатель мощности. Он немного корректирует расчет в зависимости от используемых в сети приборов, например.

Соответственно, сама мощность суммарная всегда будет зависеть от мощности всех вместе взятых приборов.

Пусть, это будут бытовые приборы, не используемые в производственных масштабах. То есть речь идет о таких электрических приспособлениях, как микроволновка, фен для сушки волос, тостер и так далее.

Защита электроприборов

Этот коэффициент мощности нагрузки (активной нагрузки) берется в таких случаях в размере 0,95.

Он подходит для ламп накаливания или других бытовых электрических приборов похожего показателя потребления энергии.

Для более мощных “пожирателей” электрического тока используют в расчетах уже другой уровень коэффициента – восемь десятых, то есть cosφ=0,8.

Аппараты для сварки металлов также относится к этой категории, как и другие, с похожими показателями, приборы.

Напряжение можно сравнить с давлением, если говорить в физических терминах.

Похоже на эффект, оказываемый водой на стенки тех сосудов, по которым течет. Вот в чем напряжение в обоих упомянутых случаях одно и то же по своей сути.

А вот что значит еще одно понятие, – мощность, – обозначаемое буквой “W”, стоит узнать поближе. Математик скажет, что она равна W=U*I, и будет прав. Все эти обозначения уже упоминались выше.

Ток и расчеты исходя от мощности

Розетка и вилка 380 в

Чем отличается расчет силы тока по мощности 380?

Прежде всего стоит сделать одно уточнение вышеописанной формуле.

Она была приведена в формате однофазной электрической сети.

А есть также и трёхфазная.

Она отличается коэффициентом 1,73.

То есть сама формула станет выглядеть так: І=P/(1,73U÷cosφ).

Но пусть это дополнение никого не пугает.

Обязательно нужно рассмотреть примеры, так как теория без практики ничто.

Итак, по пунктам:

• У хозяев квартиры есть новая стиральная машина.
• Она нуждается в безопасной установке.
• Мощность ее составляет согласно паспорту 2200 Ватт (W=2200 Вт).
• Если напряжение сети 220 Вольт (U=220 В).
•  Ток будет равен W/U=2200/220=10 А (десять ампер).

Согласно аналогичному примеру, только с применением трехфазного коэффициента, о котором выше  указано. Разница между такими расчетами именно в величине напряжения.

Они равны двести двадцать и триста восемьдесят вольт. А разница между ними как раз 1,37 (380 разделить на 220).

Второй пример будет касаться автомобилей и авто-звука в частности. Если требуется установить его усилитель, мощность которого пятьдесят ватт, то это значит следующее.

Теперь, узнав силу тока, можно вычислить сечения провода, кабеля, подводящего ток к цели.

Напряжение сети (в данном случае напряжение бортовое на авто) равняется двенадцати вольтам (U=12 В). Далее: мощность известна, теперь вычислите ток по той же формуле.

Это быстро – нужно выполнить одно действие на калькуляторе. Получается ток будет равен W/U=50/12. Это приблизительно 4,17 А (чуть более четырех целых ампер).

Если показатели мощности и напряжения будут соответственно равны сто и двенадцать, тогда формула примет вид W/U=100/12. Это приблизительно 8,33 Ампер (чуть больше восьми). Значительно больше, чем в первом примере.

Расчеты силы тока и жизнь

Расчет силы тока по мощности 220, а также по более мощной, был приведен выше. Примеры для простого вычисления достаточны.

Для понимания все предельно ясно было изучено еще в школе. Какова подоплека, касающаяся этих величин и нашей жизни?

Нужно запомнить, что обычно принимают за однофазную сеть такую, у которой напряжение двести двадцать вольт. А вот за трёхфазную – которая имеет такой же показатель в триста восемьдесят.

Чаще всего в жизни нужно вычислить силу тока или сопротивление. Первое нужно для оптимального подбора сечения провода, ответственного за передачу тока. Второе требуется, чтобы определить свойства и поведение некоторых материалов.

О том, что такое сила тока, представлено на видео:

 

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

• Рубрики
• Теги

• Похожие записи
• Автор

Калькулятор перевода силы тока в мощность. Сколько ампер в 1 квт таблица

Содержание

Чтобы рассчитать общую мощность устройств, подключенных к сети и работающих одновременно, переведите мощность в ватты в киловатты и сложите полученные данные.

Перевод ампер в киловатты и обратный расчет с практическими примерами

Амперы и киловатты — это основные характеристики электроэнергии. Амперы также называют нагрузкой, а киловатты — мощностью. Эти устройства необходимо переключать с одного на другое, когда необходимо понять, какие защитные реле можно установить в электрической цепи, чтобы избежать повреждения подключенных устройств.

В следующем документе приводятся конкретные примеры различных типов электрических цепей и видов расчетов, а также объясняется, как выполнять эти расчеты.

Если вы посмотрите на этикетки большинства устройств, питающихся от электросети, то в характеристиках устройства обычно указывается только значение в амперах, или амперах. Однако существуют также токи, измеряемые в киловаттах. Это значение особенно важно при выборе устройств защиты сети для установки в сети. Правильно подобранные автоматические реле могут защитить устройства, подключенные к сети, от повреждений, вызванных скачками напряжения, и защитить проводку сети от возгорания. Теория и примеры таких расчетов описаны ниже.

Необходимость перевода ампер в киловатты

Мощность и ток — две важные характеристики, которые необходимо знать, чтобы правильно установить защитные устройства в отношении приборов, подключенных к электросети. Каждое устройство, подключенное к сети, должно быть защищено индивидуально подобранным защитным устройством. В то же время, если выбор защитного устройства неверен и не соответствует техническим характеристикам сети, сетевая проводка может расплавиться и воспламениться. Кроме того, каждый используемый электрический кабель имеет свою собственную силу тока. Это зависит от сечения жилы провода и материалов, из которых изготовлены проводники.

Устройства защиты обычно активируются при скачках напряжения, которые могут повредить устройства, подключенные в данный момент к сети. Чтобы предотвратить это, защитное устройство должно отключить ветвь, к которой подключено маломощное устройство. Однако реле рассчитано только на один ампер. Устройства, подключенные к сети, регистрируют потребление энергии в ваттах и киловаттах. Отношения между мощностью и током очень близки.

Чтобы понять это, необходимо разобраться в терминах и принципах работы сетки.

• Напряжение сети обычно рассматривается как разность потенциалов, т.е. работа, совершаемая при перемещении заряда из одной точки в другую в одной электрической сети.
  Напряжение в электрической сети выражается в вольтах.
• Ток, измеряемый в амперах, — это количество ампер, пропускаемых проводником за определенную единицу времени.
• Ток — это скорость прохождения нагрузки через проводник, измеряемая в ваттах или киловаттах.

Чтобы мощные приборы нормально функционировали в сети, поток энергии через сеть должен быть быстрым. Это означает, что в сети должен присутствовать ток большой мощности. Поэтому автоматические выключатели, увеличивающие нагрузку на устройство, должны иметь более высокий порог срабатывания при пиковых нагрузках, чем менее мощные устройства, подключенные к этой сети. Чтобы обеспечить безопасный запас хода для этих выключателей, необходимо рассчитать точную нагрузку.

Правила перевода единиц

Во многих руководствах по эксплуатации приборов встречается название вольт-амперы. Это различие необходимо только для специалистов, которые должны профессионально разбираться в этих нюансах, но менее важно для обычного потребителя, поскольку используемые в данном случае названия обозначают практически одно и то же.

Что касается киловатт-часов и киловатт-часов, то это две разные величины, и их ни в коем случае нельзя путать.

Для определения мощности, обусловленной сетевым током, можно использовать различные инструменты для измерения и расчета.

• С помощью контроллера
• Используя клеммметр, с помощью
• Использование калькулятора
• с помощью контроллера — с помощью клеммметра — с помощью калькулятора — с помощью специального справочника.

Используйте контроллер для измерения напряжения в интересующей вас сети, а затем с помощью зажима определите силу тока. Получив правильные значения и применив существующие формулы для расчета постоянного и переменного тока, можно рассчитать мощность. Разделите полученный результат на ватты, чтобы получить количество киловатт.

Однофазные электрические цепи

По сути, все бытовые источники питания представляют собой однофазные цепи с напряжением 220 вольт. Их маркировка нагрузки записывается в киловаттах, а интенсивность — в амперах и характеризуется как AB.

Для перевода одной единицы измерения в другую применяется формула закона Ома. Это утверждает, что мощность (P) равна напряжению (I), а не напряжению (U). Это означает, что расчет производится следующим образом

W = 1A x 1V

На практике этот расчет можно применить, например, к наименованию старого электросчетчика, где установленный автомат рассчитан на 12 А. Подставляя эти значения в существующую формулу, получаем

12A x 220V = 2640W = 2.6kW

Разница между сетями переменного и постоянного тока невелика, но это относится только к активным устройствам, потребляющим энергию. Лампочки. Включение конденсаторов также создает сдвиг фаз между током и напряжением. Это коэффициент мощности, который обозначается cos φ. Только для активных нагрузок этот параметр обычно равен 1, но для неактивных нагрузок в сети это необходимо учитывать.

Для смешанных нагрузок сети значение этого параметра составляет примерно 0,85. Уменьшение реактивной составляющей мощности снижает потери в сети и увеличивает коэффициент мощности. Многие производители указывают этот параметр на этикетке при маркировке своих устройств.

Трехфазные сети

Если взять в качестве примера трехфазную сеть, то здесь все несколько иначе, так как задействованы три фазы. Расчет производится путем взятия тока одной фазы, умножения его на напряжение этой фазы, а затем умножения результата на cosφ, т.е. на сдвиг фаз.

После того, как напряжения каждой фазы рассчитаны таким образом, результаты складываются вместе, чтобы получить общую мощность устройств, подключенных к трехфазной сети. Формула выглядит следующим образом.

Пересечение строки ‘1000W’ и столбца ’12V’ имеет значение 83,33 ампера. Это помогает выбрать кабель, который должен выдерживать этот ток без особых потерь.

Что такое мощность Ватт Вт

Электроэнергия — это показатель работы, которую источник энергии совершает за определенный период времени. Один ватт эквивалентен произведению одного ампера на один вольт, но для определения потребляемой мощности используются киловатты/час.

Это соответствует потреблению 1 000 Вт за 60 минут работы. Эта цена определяет стоимость электрической услуги.

В большинстве случаев потребляемая мощность устройства указана в технической документации или на упаковке. Указанное количество вырабатывается за час работы.

Например, компьютер с 500-ваттным блоком питания выделяет 1 кВт за 2 часа работы.

Калькулятор, преобразующий одну физическую величину в другую, помогает определить силу тока при известной мощности.

Что такое Сила тока. Ампер А

Ток — это скорость, с которой электрический заряд проходит через проводник. Ампер эквивалентен протеканию заряженной катушки через проводник за одну секунду. Кулон представляет собой очень большой заряд. Поэтому большинство устройств измеряют это значение в миллисекундах.

Сила тока зависит от площади поперечного сечения проводника и его длины. Это необходимо учитывать при планировке конструкции и выборе бытовой техники. Большинство людей не должны думать об этом, поскольку это работа инженеров и дизайнеров.

Сколько ватт содержится в одном усилителе?

Понятие напряжения также важно для определения мощности цепи. Это электродвижущая сила, которая приводит в движение электроны. Он измеряется в вольтах. Большинство устройств имеют эту функцию в своей документации.

Чтобы определить мощность в амперах, необходимо знать напряжение сети. Таким образом, для розетки 220 вольт: p = 1 * 220 = 220 ватт. Формула такова: P = I * U, где I — сила тока, а U — напряжение. Для трехфазных систем необходимо учитывать поправочный коэффициент, отражающий норму прибыли. В большинстве случаев этот процент колеблется от 0,67 до 0,95.

Таблица перевода Ампер – Ватт

Чтобы перевести ватты в амперы, необходимо использовать предыдущую формулу в обернутом виде. Чтобы рассчитать ток, разделите мощность на напряжение: I =P/U. В следующей таблице приведены токи для устройств различного напряжения (6, 12, 24, 220 и 380 вольт).

Обратите внимание, что для высоковольтных сетей указанные токи зависят от коэффициента мощности.

Таблица соотношения ампер и мощности в зависимости от напряжения.

6C	12C	24C	220B	380B
5W	0.83A	0.42A	0.21A	0.02A	0.008A
6W	1.00A	0.5A	0.25A	0.03A	0.009A
7W	1.17A	0.58A	0.29A	0.03A	0.01A
8W	1.33A	0.66A	0.33A	0.04A	0.01A
9W	1.5A	0.75A	0.38A	0.04A	0.01A
10 W	1.66A	0.84A	0.42A	0.05A	0.015A
20W	3.34A	1.68A	0.83A	0.09A	0.03A
30 W	5. 00A	2.5A	1.25A	0.14A	0.045A
40 W	6.67A	3.33A	1.67A	0.13A	0.06A
50 W	8.33A	4.17A	2.03A	0.23A	0.076A
60 W	10,00А	5.00A	2.50A	0.27A	0.09A
70W	11.67A	5.83A	2.92A	0.32A	0.1A
80W	13.33A	6.67A	3.33A	0.36A	0.12A
90W	15.00А	7.50A	3.75A	0.41A	0.14A
100W	16.67A	3.33A	4.17A	0.45A	0.15A
200W	33.33A	16.66A	8.33A	0.91A	0.3A
300W	50.00A	25.00A	12.50A	1.36A	0.46A
400W	66.66A	33. 33A	16.7A	1.82A	0.6A
500W	83.34A	41.67A	20.83A	2.27A	0.76A
600W	100.00A	50.00A	25.00A	2.73A	0.91A
700W	116.67A	58.34A	29.17A	3.18A	1.06A
800W	133.33A	66.68A	33.33A	3.64A	1.22A
900W	150.00A	75.00A	37.50A	4.09A	1.37A
1000W	166.67A	83.33A	41.67A	4.55A	1.52A

Таблица также облегчает определение мощности, если известны напряжение и ток. Это полезно не только для расчета энергопотребления, но и для выбора специального оборудования для бесперебойной работы и предотвращения перегрева.

Расчет тока по мощности — как правильно вычислить

Часто возникает ситуация, когда известна мощность электродвигателя или потребляемая мощность какого-то прибора в кВт или Ваттах, а какое значение выставить на токовом реле или автоматическом выключателе непонятно. Или чисто бытовой вопрос как расчитать ток вводного автомата в квартиру, если разрешенная мощность на вводе 6 или 10 кВт. Эта статья написана так чтобы быть понятной даже для далеких от техники и электричества людей. Но и те, кто просто давно не пользовался и забыл нужные формулы тоже найдет здесь нужную информацию. Здесь мы разберемся как рассчитать ток по мощности, так и наоборот, как сделать расчет мощности по току.

Что такое ток, напряжение и мощность

Чтобы понять работу эклектической сети представим, что напряжение – это перепад высоты. Например, есть точка А (это фаза), которая на 220 см выше точки В (это ноль). И между этими точками наклонно проложена труба. Если залить воду в верхний конец трубы она потечет вниз – это можно сравнить с электрическим током. Чем больше воды течет, тем больше ток. Теперь представим, что вода течет не просто так, а попадает на колесо мельницы. Чем больше воды и чем сильнее она разогнана, тем более тяжелое колесо этот поток сможет сдвинуть и разогнать до более высокой скорости – это мощность. То есть мощность – это количество полезной работы, которую может сделать электрический ток.

Если мы не можем изменить наклон (напряжение) чтобы увеличить количество выполняемой работы, остается увеличивать ток. А значит лить воды побольше и брать трубу потолще. Вот тут прямая аналогия между толщиной провода и диаметром трубы. Через толстый провод может «пролезть» больше тока.

ВАЖНО! Не стоит ставить на ввод старого дома автоматический выключатель слишком большого номинала. Ну чтобы хватало и можно было одновременно и чайник, и стиральную машинку и микроволновку включить. Старая проводка, которая была рассчитана на 5-6 кВт общей нагрузки этого не выдержит и сгорит первой, хорошо если не вместе с домом.

Но сколько это вот это не слишком много и есть ли какой-то калькулятора мощности и тока.

Формула расчета мощности однофазной и трехфазной нагрузки

В бытовых сетях напряжение как правило 220 В – это однофазная сеть, где есть одна фаза, ноль, ну и в современных сетях кроме нуля есть еще провод заземления. Если какой-то электродвигатель или другой прибор рассчитан на работу в трехфазной сети, то на нем часто указано напряжение 220/380В или 250/400. В таких цепях идет три фазных провода, один нулевой, ну и защитное заземление. Напряжение в 380В получается между разными фазами. В это же время напряжение (разница потенциалов) любой из фаз относительно нуля 220В. Не будем здесь разбирать подробно как это получается, там все дело в сдвиге фазного напряжения в сетях переменного тока именно поэтому напряжение между соседними фазами каждая из которых дает 220В относительно нуля 380 В, а не 440В.

Есть формула определения электрической мощности из школьного курса физики:

P=U*I,

где Р – это мощность в ваттах или киловаттах, U – напряжение в вольтах, I – это сила тока в амперах. Расчет тока по мощности для цепи постоянного тока:

I = P/U

Она прекрасно работает для постоянного тока, там, где питанием служит батарейка или аккумулятор. Но с цепями переменного тока где направление движения тока меняется 50 раз в секунду все немного по-другому.

Продолжая нашу аналогию перепадами уровней и трубами наша точка А (фаза) 50 раз в секунду меняет положение то выше, то ниже нуля, на 220см. И эта «болтанка» вносит свои коррективы.

Формула для расчета тока по мощности для однофазной сети переменного тока:

I = P / (U × cosφ)

Здесь появляется новая величина – cosⱷ (косинус фи) в бытовых электросетях она равна 0,9-0,98. Угол ⱷ — это угол между вектором тока и напряжения, и чем этот угол меньше, тем ближе косинус к единице. По сути она показывает насколько эффективно работает электрический ток.

Если продолжить нашу аналогию с водой и перепадами уровней, то здесь таким углом ⱷ может быть задержка в токе воды. Когда перепад высоты уже изменился на противоположный, а вода в трубах в обратную сторону течь еще не начала. Вода никуда не девается и все равно доходит куда нужно, но момент инерции задерживает поток и немного снижает эффективность.

Для примера посчитаем какой ток потребляет электрочайник мощностью 2кВт и компьютер с монитором общей мощностью 450 Вт.

Итак, известно:

• напряжение бытовой сети – 220В частотой 50Гц;
• примем cosⱷ = 0,95
• мощность1 = 2000 Вт, мощность2 = 450 Вт.

Ток, потребляемый чайником:

I = 2000/(220*0,95) = 2000/209 = 9,6 ампер

Ток, потребляемый компьютером:

I=450/(220*0,95)= 450/209 = 2,15 ампер

Но что, если нужно подобрать автомат защиты или тепловое реле для трехфазной цепи. Например, для подключения циркулярной пилы с трехфазным двигателем. Здесь расчёт тока по мощности выглядит так

I = P / (U × cosφ × √3)

Здесь добавляется , и величина косинуса фи, в трехфазных сетях тоже меньше. Все зависит от нагрузки. Электромоторы как раз снижают этот показатель. И на табличке каждого электродвигателя кроме номинального напряжения и мощности указывается паспортное значение cosⱷ. Чаще всего это значение находится в диапазоне от 0,78 до 0,88, в зависимости от года выпуска и класса двигателя.

Для примера допустим, что у нас электродвигатель:

• мощностью 3 кВт;
• косинусом фи – 0,83;
• подключен треугольником – значит напряжение 380В.

I = 3000/(380*0,83*1,732) = 5,5 ампер

Вы, наверное, заметили, что токи в трехфазных сетях всегда меньше по сравнению с однофазными при одинаковой полезной мощности. Это действительно так и не только за счет более высокого напряжения. Но физические принципы здесь разбирать не будем, но будем рады если те, кому интересно докопаться до сути найдет ответ самостоятельно.

Как подобрать автоматический выключатель по нагрузке бытовой техники

Разберем обратную ситуацию, когда есть автоматические выключатели стандартных номиналов: 10; 16; 25; 32; 40 А. Как определить какую нагрузку они выдерживают и сколько розеток можно подключить к одному выключателю.

Скорее всего речь идет о бытовой однофазной сети напряжением 220 А и можно воспользоваться теми же формулами, что описаны выше.

Но для приблизительных расчетов можно воспользоваться приведенными коэффициентами. Для однофазной сети это 4,6. Например нужно быстро прикинуть какую мощность выдержит автомат на 16А

16/4,6 =3,47 кВт

Это довольно много, значит можно смело подключать четыре розетки, например, на кухне. Каждая бытовая розетка рассчитана на ток 10 А. Но вряд ли все четыре розетки будут задействованы и загружены одновременно. Возможна ситуация, когда одновременно работает электрочайник и микроволновая печь, но их суммарную нагрузку (чайник 2 кВт + микроволновка 1 кВт) автомат вполне выдержит.

Для особо мощных потребителей стиральной машины или электродуховки лучше выделить отдельный автоматический выключатель на одну розетку.

Электроплиту с духовкой нужно запитывать отдельной кабельной линией через специальный силовой разъем. В квартирах где по проекту изначально предполагалась электроплита вся подводка для подключения должна быть подготовлена строителями.

Для трехфазных сетей тоже есть такие приблизительные коэффициенты, но там еще нужно учитывать к фазному или линейному напряжению должна быть подключена нагрузка (220 или 380В). И если выбрать неправильный вариант можно сильно ошибиться поэтому приводить в этой статье мы их не будем. Лучше обратиться к профессионалам в крайнем случае воспользоваться одним из множества онлайн калькуляторов для расчетов мощности и тока.

Не менее важно правильно подобрать сечение проводов и кабелей для проводки, см. таблицу ниже.

Надеемся материал статьи был для вас полезен. Если нужно подобрать автоматические выключатели и корпус для квартирного щитка звоните по номеру 066 165-65-35.

3-фазный калькулятор мощности + формула (кВт в ампер, ампер в кВт)

по

Довольно легко преобразовать кВт в ампер и ампер в кВт в простой однофазной цепи переменного тока (по сравнению с расчетом трехфазной мощности). Для этого требуется только основной закон Ома; Вы можете просто использовать наш калькулятор кВт в ампер здесь для конвертации.

В 3-фазной цепи переменного тока (обычно 3-фазный двигатель) преобразование ампер в кВт и кВт в ампер не так просто. Чтобы все упростить, мы создали 2 калькулятора трехфазной мощности:

1. Первый 3-фазный калькулятор мощности преобразует кВт в ампер . Для этого мы используем формулу 3-фазной мощности с коэффициентом 1,732 и коэффициентом мощности (мы также рассмотрим эту формулу). Вы можете перейти к 3-фазному калькулятору кВт в ампер здесь.
2. Второй 3-фазный калькулятор мощности почти таким же образом преобразует ампер в кВт. Мы применяем классическую формулу расчета тока трехфазного двигателя . Вы можете перейти к формуле 3-фазных ампер в кВт и калькулятору здесь.

Чтобы получить представление о том, как работают эти калькуляторы, вот скриншот калькулятора 3-фазной мощности:

Пример того, как работает 1-й калькулятор: 3-фазный двигатель, который потребляет 90 А и работает от сети 240 В с мощностью 0,8 фактор будет производить 29,93 кВт электроэнергии.

Прежде чем мы рассмотрим основы, давайте рассмотрим быстрый пример, чтобы проиллюстрировать, как работает расчет мощности в 1-фазной схеме по сравнению с 3-фазной схемой .

Пример: Допустим, у нас есть кондиционер мощностью 6 кВт в сети 120 В. Вот сколько ампер он потребляет:

• В однофазной цепи 6 кВт потребляет 50 ампер .
• В 3-фазной цепи (с коэффициентом мощности 1,0 ) калькулятор 3-фазной мощности показывает, что тот же прибор мощностью 6 кВт потребляет 28,87 ампер . Сколько ампер в трехфазном питании? При коэффициенте мощности 1,0 ток трехфазной сети в этой ситуации составляет 28,87 ампер.
• В 3-фазной цепи (с коэффициентом мощности 0,6 ) калькулятор 3-фазной мощности показывает, что тот же прибор мощностью 6 кВт потребляет 48,11 ампер .

Чтобы понять, почему мы получаем разную силу тока в 3-фазной цепи, давайте сначала проверим, как эти амперы рассчитываются с использованием формулы 3-фазной мощности:

3-фазная формула мощности

Вот простая формула, которую мы используем для расчета мощности в однофазной цепи переменного тока:

P (кВт) = I (ампер) × V (вольт) ÷ 1000

По сути, мы просто умножаем амперы на вольты. Коэффициент «1000» предназначен для преобразования Вт в кВт; мы хотим, чтобы результирующая мощность была в киловаттах. 1 кВт = 1000 Вт.

По сравнению с этим, формула трехфазной мощности немного сложнее. Вот уравнение трехфазной мощности:

P (кВт) = ( I (А) × В (В) × PF × 1,732) ÷ 1000

Как мы видим, электрическая мощность в Трехфазная цепь переменного тока зависит от:

• I (Ампер) : Электрический ток , измеряется в амперах. Чем больше у нас ампер, тем больше у нас мощность в трехфазной цепи.
• В (В) : Электрический потенциал , измеренный в вольтах. Чем больше у нас вольт, тем больше у нас мощность в трехфазной цепи.
• PF : Коэффициент мощности , это число от -1 до 1 (на практике от 0 до 1). Коэффициент мощности определяется как отношение активной мощности к полной мощности. Если ток и напряжение совпадают по фазе, коэффициент мощности равен 1. В трехфазной цепи ток и напряжение не совпадают по фазе; таким образом, коэффициент мощности будет где-то между 0 и 1. Он учитывает отношение реальной/полной мощности и иногда выражается в виде среднеквадратичного значения тока. Чем выше PF, тем больше кВт имеет 3-фазная цепь.
• 1,732 коэффициент : Это константа при расчете 3-фазной мощности. Это следует из вывода этого уравнения. Точнее, мы получаем квадратный корень из 3 (√3).
• 1000 фактор : Это еще одна константа. Он преобразует ватты в киловатты, потому что мы обычно предпочитаем иметь дело с киловаттами, а не с ваттами.

Поскольку нам нужно использовать коэффициент мощности для расчета кВт из ампер, эта формула также известна как «формула трехфазного коэффициента мощности».

Мы можем использовать это уравнение для разработки первого калькулятора: калькулятор трехфазной мощности (см. ниже).

Примечание. Позже мы также увидим, как можно использовать формулу трехфазного тока для разработки калькулятора силы тока трехфазного двигателя. Он преобразует кВт в ампер в трехфазных цепях, что очень важно в конструкции электродвигателя.

Калькулятор 3-фазной мощности: ампер в кВт (1-й калькулятор)

Вы можете свободно использовать этот калькулятор для преобразования ампер в кВт в 3-фазной цепи. Вам необходимо ввести ампер, напряжение и коэффициент мощности (от 0 до 1, для каждой цепи):

 

Как видите, чем больше у вас ампер и вольт, тем мощнее у вас трехфазный электродвигатель. Точно так же более высокий коэффициент мощности пропорционален более высокой выходной мощности.

Вы можете использовать этот пример, чтобы увидеть, как работает калькулятор трехфазной мощности: Двигатель 100 А в трехфазной цепи 240 В с коэффициентом мощности 0,9 производит 37,41 кВт электроэнергии. Вставьте эти 3 величины в калькулятор, и вы должны получить тот же результат.

Теперь о формуле расчета тока трехфазного двигателя:

Формула трехфазного тока

Как мы уже видели, эта формула мощности трехфазного тока вычисляет, сколько кВт электроэнергии будет потреблять двигатель от его тока:

P (кВт) = ( I (А) × V (В) × PF × 1,732) ÷ 1000

уравнение немного. Получаем формулу трехфазного тока так:

I (А) = P (кВт) × 1000 ÷ (В (В) × PF × 1,732)

Используя эту формулу мощности, мы можем, например, преобразовать 3-фазный двигатель в кВт в ампер. расчет. Обратите внимание, что если трехфазный двигатель с более низким напряжением и более низким коэффициентом мощности будет потреблять больше ампер для получения той же выходной мощности.

Вот калькулятор, основанный на формуле трехфазного тока:

Расчет тока трехфазного двигателя: кВт в ток (2-й калькулятор)

Чтобы рассчитать ток из кВт, вам необходимо ввести кВт, напряжение и коэффициент мощности трехфазного двигателя. Калькулятор будет динамически рассчитывать силу тока (в амперах) на основе введенных вами данных:

 

Вы можете использовать этот пример, чтобы проверить, правильно ли вы используете калькулятор трехфазного тока: Допустим, у нас есть двигатель 200 кВт в трехфазной цепи 480 В с коэффициентом мощности 0,8 . Такой двигатель потребляет 300,70 ампер. Вы можете вставить эти числа в калькулятор и посмотреть, получите ли вы правильный результат.

Мы используем 3-фазную цепь для тяжелых задач. Например, вы можете проверить, сколько времени нужно, чтобы полностью зарядить Теслу с помощью нагнетателя, и вы быстро поймете, что вам нужно какое-то дополнительное напряжение и там много ампер.

В общем, мы надеемся, что эти калькуляторы помогут вам определить мощность и токовые характеристики электродвигателей. Если у вас есть какие-либо вопросы, вы можете использовать комментарии ниже, и мы постараемся вам помочь.

Содержание

Основы защиты источника питания от перегрузок по току

Введение

Как инженеры мы часто смотрим на сценарии «что, если», чтобы убедиться, что наши конструкции работают в как можно большем числе условий применения. В условиях, при которых наши конструкции не работают должным образом, мы, по крайней мере, не хотим, чтобы наш продукт повреждался или наши конструкции повреждали что-то еще. При работе с блоками питания одной из проблем часто является «что произойдет, если выходной ток нагрузки моего источника питания превысит номинальный ток источника питания». В этой статье мы обсудим общие методы, используемые в проектах источников питания при превышении номинальной нагрузки.

Идеальный источник питания

Хотя мы чаще всего называем их «источниками питания», на самом деле мы имеем в виду «источники напряжения». Разница между этими двумя конструкциями заключается в том, что идеальный «источник питания» будет подавать постоянную мощность на нагрузку независимо от напряжения нагрузки или тока нагрузки (рис. 1). Идеальный источник напряжения обеспечивает постоянное напряжение нагрузки независимо от тока нагрузки (рис. 2). Мы не сможем спроектировать, построить или купить идеальный источник напряжения, потому что идеальный источник напряжения будет иметь возможность подавать на нагрузку неограниченный ток (и мощность). Несмотря на то, что мы упомянули, что обсуждаем источники напряжения, а не источники питания, мы будем продолжать использовать (неправильно) термин «источник питания» в наших обсуждениях.

Рисунок 1: Постоянная мощность Рисунок 2: Постоянное напряжение

Ограничение тока в источниках питания

Как было упомянуто выше, все блоки питания имеют некоторую форму ограничения тока, и большую часть времени оно будет контролируемым и неразрушающим. Это обсуждение будет сосредоточено на ограничении выходного тока источника питания для защиты источника питания в случае, если нагрузка потребляет слишком большой ток и в противном случае может повредить источник питания. Ограничение входного тока часто реализуется в источниках питания в виде предохранителя, включенного последовательно с одним или обоими входными проводниками. Это ограничение тока предназначено для защиты вышестоящего источника питания и проводников. Предполагается, что источник питания с входным предохранителем (предохранителями) уже поврежден, если потребляемый входной ток достаточно высок, чтобы сжечь входной предохранитель (предохранители). Некоторым приложениям для правильной работы требуется строго контролируемое ограничение тока, например, для зарядки аккумуляторов. Необходимо будет обсудить с поставщиком источника питания, если требуется строго контролируемое ограничение тока, в большинстве источников питания используется слабое ограничение тока, которое присутствует только для защиты источника питания от повреждения. Некоторые распространенные методы ограничения выходного тока от источника питания включают ограничение тока предохранителя, ограничение постоянного тока, ограничение тока с обратной связью и ограничение тока икоты.

Ограничение тока предохранителем

Возможно, простейшей формой ограничения выходного тока источника питания является установка предохранителя последовательно с выходной клеммой источника питания (рис. 3). Этот метод был бы эффективным, но не часто используется в источниках питания, потому что относительно легко получить чрезмерный ток нагрузки (т. Е. Закоротить выходные клеммы или вилку источника питания) и случайно перегореть предохранитель. Кроме того, функция ограничения выходного тока в блоке питания защищает внутренние полупроводниковые компоненты от повреждения из-за чрезмерного тока нагрузки. Может оказаться трудным выбрать предохранитель, который срабатывает достаточно быстро для защиты внутренних полупроводников, но не срабатывает при запуске двигателя или зарядке нагрузочных конденсаторов. Предохранители хорошо защищают проводники, но не полупроводники.

Рисунок 3: Предохранитель на выходе источника питания

Ограничение постоянного тока

Распространенный метод ограничения выходного тока от источников питания заключается в контроле выходного тока и снижении выходного напряжения при достижении предела тока при сохранении максимальный выходной ток (рис. 4). В этой реализации выходное напряжение во время ограничения тока зависит от импеданса, представленного нагрузкой во время операции ограничения тока. Этот метод ограничения тока относительно прост в реализации, но создает нагрузку на компоненты на пути выходного тока, поскольку источник питания работает с максимальным током во время операции ограничения тока. Эта версия ограничения тока может быть лучшим выбором, когда нагрузка потребляет кратковременный всплеск чрезмерного тока, например, во время запуска двигателя или зарядки конденсатора байпаса. Пользователи, которые не знают, что источник питания находится в режиме ограничения тока, могут подумать, что источник питания работает неправильно, поскольку выходное напряжение ниже уровня, указанного в технических характеристиках, когда источник питания работает в режиме ограничения тока.

Рис. 4: Ограничение постоянного тока

Ограничение тока с обратной связью

Для решения проблем нагрузки компонентов, присутствующих при ограничении постоянного тока и упомянутых выше, некоторые блоки питания разработаны с ограничением тока с обратной связью. Эта реализация может запутать пользователя. В источнике питания с ограничением по обратному току выходное напряжение и выходной ток уменьшаются после обнаружения максимального выходного тока (рис. 5). Стандартного поведения для источника питания с ограничением по току с обратной связью не существует, поэтому пользователю необходимо прочитать техническое описание, чтобы понять, как будет вести себя выбранный им источник питания. Этот метод ограничения выходного тока источника питания может вызвать проблемы, когда нагрузкой является запуск двигателя или зарядка большого количества входных развязывающих конденсаторов байпаса. Поведение обратного хода может ввести пользователя в замешательство, если источник питания находится в режиме ограничения тока, и пользователь пытается понять, почему источник питания не выдает надлежащее выходное напряжение или ток.

Рис. 5: Ограничение тока с обратной связью

Ограничение тока в режиме зависаний

Возможно, наиболее распространенная реализация ограничения тока, используемая в настоящее время в источниках питания, известна как режим зависания. Этот режим защиты от перегрузки по току можно рассматривать как активную версию защиты предохранителями, упомянутой ранее в этом обсуждении. С защитой от ограничения тока в режиме икоты выходное напряжение источника питания отключается при обнаружении ситуации перегрузки по току. После заданного времени ожидания выходное напряжение источника питания восстанавливается. Если ситуация перегрузки по току все еще существует, источник питания повторяет процесс отключения и ожидания. Если ситуация перегрузки по току больше не существует, то блок питания продолжает работать в штатном режиме (рисунок 6).

Рис. 6: Ограничение перегрузки по току в режиме сбоев

Режим защиты от перегрузки по току в режиме сбоев легко реализовать в микросхеме контроллера регулятора напряжения, и он минимизирует нагрузку от перегрузки по току на компоненты в выходном тракте источника питания. Защита от перегрузки по току в режиме икоты может быть проблемой при пусковых нагрузках двигателя и в некоторых ситуациях с большими блоками конденсаторов входного фильтра. Для приложений с двигательной нагрузкой, если двигатель не запускается должным образом во время включения источника питания, двигатель будет замедляться во время выключения выходного напряжения источника питания и снова не запустится во время следующего цикла икоты. В этом случае двигатель никогда не запускается из-за времени отключения выходного напряжения источника питания (рис. 7).

Рис. 7: Неудачный запуск двигателя

Аналогичная проблема может возникнуть, когда нагрузка представляет собой большое значение емкости входного фильтра, а также присутствует ток нагрузки. Когда выходное напряжение источника питания впервые подается на разряженные конденсаторы, ток, потребляемый конденсаторами, может быть достаточно большим, чтобы источник питания перешел в режим перегрузки по току. Во время отключения источника питания, если в дополнение к конденсаторам присутствует ток нагрузки, ток нагрузки может в достаточной степени разрядить конденсаторы во время отключения источника питания, так что конденсаторы никогда не смогут зарядиться до источника питания. выходное напряжение (рис. 8).

Рисунок 8: Неисправный конденсатор и запуск нагрузки

Если ток нагрузки достаточно низкий (или отсутствует), конденсаторы могут заряжаться ступенчато из-за импульсов выходного напряжения источника питания, и источник питания и нагрузка будут работать должным образом после первоначальной задержки запуска (Рисунок 9).

Рисунок 9: Задержка (но успешный) запуск конденсатора

Заключение

Ограничение выходного тока блока питания присутствует на всех блоках питания. Как правило, пользователю полезно понимать, какой тип ограничения тока используется в его источнике питания и, следовательно, как источник питания будет вести себя в ситуации перегрузки по выходному току. Наблюдение за выходным напряжением источника питания только с помощью цифрового мультиметра (DMM) может ввести пользователя в заблуждение относительно того, что происходит, когда выходное напряжение не соответствует значению, указанному в спецификации источника питания.

Категории: Основы , Безопасность и соответствие

---

Есть комментарии по этому посту или темам, которые вы хотели бы видеть в будущем?
Отправьте нам письмо по адресу powerblog@cui. com

Карта информирования об отключении электроэнергии | Аварийный центр | Дом

Добавить горизонтальную линию

Показать как блок

Нет

 

Обнаружен неподдерживаемый браузер

Эта версия   больше не поддерживается. Страница не будет функционировать должным образом. Для просмотра информации на этой странице вам потребуется последняя версия Safari, Google Chrome, Firefox или Microsoft Edge.

Имя класса

sce-cap2-error-msg

Показать как блок

Нет

Просмотр карты

Просмотр списка

Поиск по:

Адрес

Номер отключения

Номер счетчика

Мы не можем найти сбой для введенного номера. Пожалуйста, не вводите первые три 000 в номере отключения. Не все номера отключений начинаются с 000. Если проблема не устранена, позвоните нам по телефону 1-800-611-1911, чтобы мы могли вам помочь.

Пожалуйста, введите действительный номер отключения от 6 до 9 цифр

Имя класса

sce-cap2-heading

Выставить как блок

Нет

Добавить горизонтальную линию

Показать как блок

Нет

Имя класса

sce-cap-metersearch

Выставить как блок

Нет

Если вы получили от нас уведомление об отключении электроэнергии в вашем районе, введите свой номер отключения выше. Вы можете найти его в своем уведомлении.

Имя класса

cap-oan-top

Expose as Block

Нет

Результаты поиска

Имя класса

sce-cap-hfa

Показать как блок

Нет

Имея немного больше информации, мы можем помочь вам получить более точные данные об отключении для вашего местоположения. Пожалуйста, , используйте эту форму , чтобы увидеть подробные результаты текущих отключений.

Имя класса

sce-cap-serv-addr-search

Выставить как блок

Нет

Имя класса

sce-cap-hfa

Показать как блок

Нет

Группа с чередованием сбоев:

  

Имя класса

Имя-группы

Выставить как блок

Нет

Серьезные отключения электроэнергии

SCE в настоящее время страдает от серьезных отключений электроэнергии.
Посетите страницу Крупные сбои для получения дополнительных сведений.

Имя класса

sce-cap2-major-outages

Показать как блок

Нет

View By:CountyCity

Показать как блок

Нет

View By:CountyCity

Показать как блок

Нет

Выставить как блок

Нет

Показать больше станций электромобилей

Показать как блок

Нет

Не видите отключения?

Последнее обновление: недоступно

Отчет

Имя класса

sce-cap2-report

Показать как блок

Нет

Оповещения об отключении

Получайте информацию о незапланированном ремонте и плановых отключениях для обслуживания.

Получить оповещения  

Имя класса

sce-cap2-alert

Выставить как блок

Нет

Поддержка сообщества

Имя класса

sce-cap2-comm-supp

Выставить как блок

Нет

Ресурсные центры сообщества SCE доступны для поддержки клиентов во время отключения электроэнергии в целях общественной безопасности. .. Подробнее. Мы предоставляем доступ к нашей команде обслуживания клиентов, а также к комплектам обеспечения устойчивости клиентов, которые включают информацию PSPS, легкие закуски, воду, небольшие устройства обеспечения устойчивости и средства индивидуальной защиты. Информация о местоположении и часах работы обычно обновляется за день до любого потенциального события PSPS. Узнайте здесь больше о дополнительных ресурсах и программах, которые помогут вам подготовиться к чрезвычайным ситуациям или отключениям. SCE соответствует применимым требованиям COVID-19руководящие принципы, предоставленные местными и государственными органами здравоохранения. Меньше

 

 

Просмотреть все центры ресурсов сообщества

Имя класса

sce-cap2-crc-tab-content

Показать как блок

Нет

Транспортные средства SCE Community Crew Vehicle доступны для поддержки клиентов во время отключения электроэнергии в целях общественной безопасности. .. Подробнее. Мы предоставляем доступ к нашей команде обслуживания клиентов, а также к комплектам обеспечения устойчивости клиентов, которые включают информацию PSPS, легкие закуски, воду, небольшие устройства обеспечения устойчивости и средства индивидуальной защиты. Информация о местоположении и часах работы обычно обновляется за день до любого потенциального события PSPS. Узнайте здесь больше о дополнительных ресурсах и программах, которые помогут вам подготовиться к чрезвычайным ситуациям или отключениям. SCE соответствует применимым требованиям COVID-19руководящие принципы, предоставленные местными и государственными органами здравоохранения. Меньше

 

 

Имя класса

sce-cap2-ccv-tab-content

Показать как блок

Нет

Приведенные ниже ресурсы могут помочь клиентам, которым требуется доступ к электричеству во время мероприятия PSPS, в том числе когда CRC закрыт:

Программа скидок для отелей SCE — Клиенты, испытывающие продолжительное отключение, могут воспользоваться специальными тарифами в участвующих отелях и взимать плату с персонала. электронные устройства во время их пребывания.

2-1-1 — позвоните по номеру 211 или отправьте текстовое сообщение «PSPS» на номер 211211. 211 — это бесплатная круглосуточная конфиденциальная служба, которая предоставляет информацию и ресурсы для удовлетворения различных основных потребностей, включая временное жилье, питание, транспорт, и здравоохранение.

Карта осведомленности SCE об отключении электроэнергии . Клиенты, желающие узнать, влияет ли PSPS на конкретный адрес или место, могут ввести адрес в поле поиска адреса в верхней части этой веб-страницы.

Показать как блок

Нет

Имя класса

sce-cap2-left

Показать как блок

Нет

Показать как блок

Нет

Имя класса

sce-cap2-right

Выставить как блок

Нет

Выставить как блок

Нет

Добавить горизонтальную линию

Выключить

4 Какие типы отключений2 бывают?

Отказ в ремонте

Отказ, вызванный непредвиденными обстоятельствами, такими как дорожно-транспортные происшествия или плохая погода. Мы работаем, чтобы устранить эти сбои быстро.

Узнайте больше о сбоях при ремонте

Отключение из-за технического обслуживания

Запланированное отключение, которое происходит, когда мы отключаем питание для обновления оборудования. Мы заранее уведомим вас, если вы будете затронуты техническим обслуживанием.

Дополнительные сведения о перерывах в обслуживании

Временное отключение

Чрезвычайно редкое контролируемое отключение электроэнергии, которое мы применяем в качестве крайней меры, когда в штате объявляется чрезвычайная ситуация 3-го уровня. Иногда это называют «скользящим отключением».

Узнайте больше о периодических отключениях

Предоставление как блокировка

Нет

Событие отключения питания в целях общественной безопасности (PSPS)

Во время событий PSPS мы заблаговременно отключаем питание, чтобы снизить риск лесных пожаров. Эти события в первую очередь будут вызываться при экстремальных и потенциально опасных погодных условиях. Отключение питания наших клиентов — это не то, к чему мы относимся легкомысленно, и мы учитываем ряд факторов, прежде чем принять это решение.

Мы намерены уведомить затронутых клиентов примерно за 48 часов до потенциального события PSPS и попытаемся снова уведомить клиентов примерно за 24 часа до отключения питания. Дополнительные уведомления будут делаться во время отключения, когда питание было отключено и когда оно было восстановлено. Уведомления могут поступать посредством телефонного звонка, текстового сообщения, sce.com, электронной почты и социальных сетей. Могут быть ситуации, которые не позволяют нам предоставить предварительное уведомление из-за погодных условий и других обстоятельств, не зависящих от нас.

Узнайте больше о событиях PSPS

Показать как блок

Нет

Добавить горизонтальную линию

Выкл.

---

Текущее состояние PSPS

источник воспламенения

Название класса

psps-tab-sec

Expose as Block

Нет

Текущие отключения электроэнергии в целях общественной безопасности

Из 5 миллионов клиентов SCE:

0 (0%)

---

Показать как блок

Нет

Предоставить как блокировку

Нет

Рассматривается возможность безопасного отключения питания

Из 5 миллионов клиентов SCE:

0 (0%)

---

Показать как блок

Нет

Показать как блок

Нет

Показать как блок

Нет

Добавить горизонтальную линию

Выкл.

Последний визит:  . Чтобы увидеть самое последнее количество затронутых клиентов, обновите эту страницу.

Имя класса

sce-cap-psps-timestamp

Показать как блок

Нет

Примечания:

1. Полевые и погодные условия регулярно меняются. Данные в режиме реального времени могут иногда иметь задержку. Пожалуйста, следите за обновлениями в недавно затронутых областях.
2. Количество клиентов основано на округах. Если сеть выходит за пределы одного округа, клиенты будут учитываться в каждом округе. Это может привести к пересчету. Окончательные подсчеты доступны после событий здесь.

Имя класса

sce-cap2-psps-disclaimer

Показать как блок

Нет

В зависимости от ряда факторов, включая прогнозируемые экстремальные погодные условия, нам, возможно, потребуется объявить об отключении электроэнергии в целях общественной безопасности (PSPS) и превентивно отключить электроэнергию в вашем районе, чтобы снизить риск лесных пожаров.

Получить дополнительную информацию

Выставить как блок

№

Если вы получили от нас уведомление об отключении электроэнергии в вашем регионе, введите ниже свой номер отключения. Вы можете найти его в своем уведомлении.

Expose As Block

NO

ESPOSE AS BLOCK

NO

Добавить горизонтальную линию

OFF

Наименование класса

SCE-CAP-TOP

.

Калифорнийский стандарт ISO — сегодняшний прогноз

Текущий и прогнозируемый спрос

О спросе

*Мощность варьируется в зависимости от запуска, ограничений, отключений, перегрузок и чрезвычайных ситуаций. Не включает солнечные и ветряные ресурсы или ресурсы Demand Response.
Просмотреть все отчеты о сбоях.

Тенденция спроса

Потребление системы в мегаваттах по сравнению с прогнозируемым потреблением с шагом в 5 минут.

Тенденция чистого спроса

Потребность системы за вычетом ветра и солнца с шагом в 5 минут по сравнению с общей потребностью системы и прогнозируемой потребностью.

Тенденция достаточности ресурсов и мощности

Достаточность ресурсов (RA) – это энергия, предназначенная государством для предложения на рынке для обеспечения надежной работы энергосистемы, за вычетом влияния снижения номинальных характеристик из-за перебоев в работе. Любая энергия, необходимая сверх указанного количества, должна закупаться на рынке в режиме реального времени.

*Примечание: значения для 7 ^-го -го дня прогнозов на сутки вперед будут завершены к 9:30 PT.

Тенденция достаточности мощности за 7 дней

Прогноз мощности достаточности ресурсов на сегодняшний день плюс следующие 7 дней в мегаваттах по сравнению с прогнозом спроса плюс потребности в резерве.

*Примечание. Значения для 7 ^-го -го дня прогнозов на сутки вперед будут завершены к 9:30 по тихоокеанскому времени.

Диаграммы Today’s Outlook предназначены для обобщения прогнозов и фактических нагрузок. Данные тренда спроса и чистого спроса не включают управляемые насосные нагрузки или аккумуляторные батареи, которые заряжаются в системе. Эти данные предназначены только для информационных целей и не должны использоваться для определения фактической суммы выставления счетов или оперативного планирования.

Данные могут быть изменены без предварительного уведомления.
Для получения официальных данных посетите ОАЗИС. Официальные данные о выбросах см. на сайте CARB.

Спрос

Количество энергии, необходимое в сети.

Текущая потребность

Количество энергии, необходимое в данный момент в сети.

Доступная мощность в следующем часе*

Суммарная максимальная доступная мощность МВт всех ресурсов минус текущая мощность. Включает прокрутку, не прокрутку и доступные резервы регулирования. Включает в себя все типы ресурсов, кроме солнечных, ветровых, реагирования на спрос и аккумуляторных батарей, обеспечивающих резервы.

Рассчитывается каждые 15 минут на основе предварительной отправки в реальном времени (RTPD).

Доступная мощность в следующие 4 часа*

Суммарная максимальная доступная мощность МВт всех ресурсов минус текущая мощность. Включает доступную емкость в течение следующего часа и оставшуюся емкость аккумулятора при условии 100% заряда (SOC).

Рассчитывается каждые 60 минут на основе краткосрочных обязательств по единицам (STUC).

Резервы

Общее количество всех отжимов, неотжимов и доступных регулировок, включая аккумуляторную батарею, обеспечивающую резерв. Включено в доступную мощность в течение следующего часа. Рассчитывается на основе требований к резерву перед отправкой в ​​режиме реального времени.

Исторический пик

—,— МВт (— —, —-)

Максимальное количество энергии, зарегистрированное с момента создания ISO в 1998 г. Просмотр исторических пиков.

Сегодняшний пик

Максимальное количество энергии, необходимое в течение дня.

*Емкость зависит от запуска, ограничений, отключений, перегрузок и чрезвычайных ситуаций. Не включает солнечные и ветряные ресурсы или ресурсы Demand Response.

Прогнозируемый спрос

Энергия, которая, как ожидается, потребуется в течение дня, исходя из исторических нагрузок и температур системы. Прогноз на сутки вперед определяется за 24 часа до того, как потребуется энергия. Прогноз на час вперед определяется за час до того, как потребуется энергия.

Прогнозируемый пик Среднее значение за 5 минут

Максимальное количество энергии, ожидаемое в течение дня.

Прогнозируемый завтра пик

Максимальное количество энергии, ожидаемое завтра.

Потребность

Потребность Среднее значение за 5 минут

Количество энергии, необходимое для сети.

Прогноз на час вперед Среднее значение за 5 минут

Энергия, которая, как ожидается, потребуется в течение дня, исходя из исторических нагрузок и температур системы.

Прогноз на сутки вперед Среднее значение за 1 час

Энергия, которая, как ожидается, потребуется в течение дня, исходя из исторических нагрузок и температур системы.

Ответ на запрос

Включает экономично управляемый ресурс прокси-запроса (PDR) и экономично управляемый вручную ресурс ответа на запрос надежности (RDRR). RDRR может быть отправлен вручную только при выдаче EEA 2 или 3 или аварийной ситуации при передаче.

Как пользоваться этой диаграммой

Значения данных

Спрос: среднее за 5 минут

Прогноз на час вперед: среднее значение на 5 минут

Прогноз на сутки вперед: среднее значение на 1 час

Реакция на спрос: линия спроса будет отображаться красным цветом во время значительного события Реакция на спрос, чтобы указать, что прогноз расходится с фактическим спросом из-за снижения нагрузки.

Просмотр значений

Наведите указатель мыши на диаграмму, чтобы просмотреть значения за определенное время суток.

Скрыть/показать серию

Скрыть/показать серию, выбрав серию в легенде в нижней части диаграммы.

Раскрывающийся список дат

Выберите дату, чтобы просмотреть данные тренда спроса за этот день.

Раскрывающийся список опций

Если сегодняшняя дата: Показать прогнозируемый пик и показать вчерашний спрос. Если историческая дата: Показать сегодняшний спрос.

Раскрывающийся список загрузки

Экспорт файла CSV на основе выбранной даты и серии.

Данные о тенденциях спроса не включают управляемые насосные нагрузки и аккумуляторные батареи, которые заряжаются в системе.

Чистый спрос

Спрос Среднее значение за 5 минут

Количество энергии, необходимое для сети.

Чистая потребность Среднее значение за 5 минут

Потребность минус ветер и солнечная энергия.

Прогноз на час вперед Среднее значение за 5 минут

Энергия, которая, как ожидается, потребуется в течение дня, исходя из исторических нагрузок и температур системы.

Прогноз на сутки вперед Среднее значение за 1 час

Энергия, которая, как ожидается, потребуется в течение дня, исходя из исторических нагрузок и температур системы.

Чистый прогноз на сутки вперед Среднее значение за 1 час

Энергия, которая, как ожидается, потребуется в течение дня за вычетом ветра и солнца, на основе исторических системных нагрузок и температур.

Реагирование на запросы

Включает экономично управляемый прокси-ресурс по запросу (PDR) и экономично управляемый вручную ресурс реагирования на спрос (RDRR). RDRR может быть отправлен вручную только при выдаче EEA 2 или 3 или аварийной ситуации при передаче.

Как пользоваться этой таблицей

Значения данных

Чистый спрос и прогноз на час вперед являются средними значениями за 5 минут.

Demand Response: линия спроса будет отображаться красным цветом во время значительного события Demand Response, чтобы указать, что прогноз расходится с фактическим спросом из-за снижения нагрузки.

Просмотр значений

Наведите указатель мыши на диаграмму, чтобы просмотреть значения за определенное время суток.

Скрыть/показать серию

Скрыть/показать серию, выбрав серию в легенде в нижней части диаграммы.

Раскрывающийся список дат

Выберите дату, чтобы просмотреть данные тенденции чистого спроса за этот день.

Раскрывающийся список опций

Если сегодняшняя дата: Показать прогнозируемый пик и показать вчерашний спрос. Если историческая дата: Показать сегодняшний спрос.

Раскрывающийся список загрузки

Экспорт файла CSV на основе выбранной даты и серии.

Данные о спросе и чистом спросе не включают управляемые насосные нагрузки и аккумуляторные батареи, которые заряжаются в системе.

Понимание коэффициента мощности | www.electriceasy.com

Энергия нужна и используется во всем мире. С точки зрения удобства, эффективности и экономии, лучше всего, чтобы мы генерировали, передавали и распространяли его в электрической форме до того, как он будет преобразован в требуемую форму с помощью подходящего оборудования. По тем же соображениям экономии и эффективности мы используем переменный ток, а не постоянный. Практически мы производим, передаем и распределяем энергию почти исключительно в форме переменного тока. Постоянный ток используется либо в приложениях постоянного тока (машины постоянного тока и электронные схемы), либо в линиях передачи постоянного тока высокого напряжения.

Везде, где используется мощность переменного тока, возникает вопрос коэффициента мощности.

Коэффициент мощности

• Определяется как ‘ косинус угла между напряжением и током ‘.
• В цепи переменного тока напряжение и ток идеально совпадают по фазе.
• Но на практике между ними существует разность фаз.
• Косинус этой разности фаз называется коэффициентом мощности.
• Его можно определить и математически представить следующим образом:

Из рис. (а) выше, можно четко отметить, что существует разность фаз угла ɸ между вектором напряжения и вектором тока.
Коэффициент мощности = cosɸ

На рис. (b) называется треугольником мощности
Здесь VI sinɸ = реактивная мощность (в ВАр)
          VI cosɸ = активная мощность (в ваттах)
          VI = полная мощность (в ВА)
PF = cosɸ = активная мощность ( Вт) / Полная мощность (ВА)

На рис. (c) называется Треугольник импеданса
Здесь R = сопротивление, X = реактивное сопротивление, Z = импеданс отставание, опережение или единство.

Отстающий коэффициент мощности

• Когда ток отстает от напряжения, коэффициент мощности цепи называется «отстающим»
• Когда цепь индуктивная, коэффициент мощности отстает.
• Нагрузки, такие как асинхронные двигатели, катушки, лампы и т. д., являются индуктивными и имеют отстающий pf.

Опережающий коэффициент мощности

• Когда ток опережает напряжение (или напряжение отстает от тока), коэффициент мощности цепи называется опережающим.
• Если цепь емкостная, коэффициент мощности опережает.
• Емкостные нагрузки, такие как синхронные конденсаторы, батареи конденсаторов и т. д., потребляют опережающий ток. Такие схемы имеют опережающий коэффициент мощности.

Unity Power Factor

• Коэффициент мощности равен единице (т.е. 1) для идеальных цепей.
• Когда ток и напряжение совпадают по фазе, PF = 1
• Коэффициент мощности не может быть больше единицы.
• На практике оно должно быть как можно ближе к единице.

Если коэффициент мощности низкий, возникают следующие проблемы:

Влияние низкого коэффициента мощности

1. Ток нагрузки
   Мощность в цепи переменного тока может быть выражена как: P = VI cosɸ
   Следовательно, cosɸ = P / VI
   I ∝ 1 / cosɸ
   Аналогичное соотношение может быть получено для 3 фаз схема тоже. Мы видим, что ток обратно пропорционален pf.

   Например, предположим, что мы хотим передать мощность 10 кВА при 100 В
   Если PF = 1,
   I = P / (V cosɸ) = 10000 / (100 x 1) = 100 А
   Если PF = 0,8 ,
   I = P / (V cosɸ) = 10000 / (100 x 0,8) = 125 A
   Следовательно, потребляемый ток выше при низком коэффициенте мощности.

2. Потери: Как указано выше, при низком коэффициенте мощности потребляемый ток велик. Следовательно, потери в меди (потери I ² R) также будут высокими. Это снижает эффективность оборудования.
3. Перегрев оборудования: I ² R потери выделяют тепло (закон Джоуля). Следовательно, повышение температуры будет относительно большим при низком коэффициенте мощности, что еще больше увеличит нагрузку на изоляцию.
4. Сечение проводника: Низкий коэффициент мощности приводит к более высокому току нагрузки. Если ток нагрузки увеличивается, размер требуемого проводника также увеличивается. Это еще больше увеличит стоимость проводника.
5. кВА мощность машины: Машины не рассчитываются в кВт при производстве, потому что коэффициент мощности источника неизвестен. Вместо этого они оцениваются в кВА.
   Согласно определению, Cosɸ = Активная мощность (кВт) / Полная мощность (кВА)
   Следовательно, номинальная мощность в кВА = 1 / cosɸ
   Следовательно, для низкого коэффициента мощности необходимо оборудование с большей номинальной мощностью в кВА. Но больший рейтинг кВА означает больший размер оборудования. Если размер увеличивается, стоимость также увеличивается.
6. Регулирование напряжения: Определяется как разница между передающим и принимающим конечным напряжением на единицу передающего конечного напряжения. Когда мощность передается от одного конца к другому, напряжение падает по нескольким причинам. Это падение напряжения должно находиться в допустимых пределах.
   P = VI cosɸ , поэтому I ∝ 1 / V
   При низком коэффициенте мощности ток будет больше и, следовательно, падение напряжения будет больше. Следовательно, регулирование напряжения при низком коэффициенте мощности плохое.
7. Активная и реактивная мощность (мощность передачи): Активная и реактивная мощности передаются по линии вместе. Активная мощность необходима для питания нагрузки. Реактивная мощность необходима для поддержания напряжения в линии. Но если реактивная мощность больше, то передаваемая активная мощность уменьшается. При низком коэффициенте мощности активная мощность мала, поскольку cosɸ = активная мощность (Вт) / полная мощность (ВА). Это приводит к неэкономичной эксплуатации.

Это результат низкого коэффициента мощности. Для оптимальной работы коэффициент мощности должен быть как можно ближе к единице. Для этого используются устройства коррекции коэффициента мощности.

[Также читайте: Сравнение различных электростанций]

---

Автор: Манодж Арора — студент электротехнического факультета и писатель из Гуджарата, Индия. Он пишет стихи и рассказы, когда не погружен в книгу.
Кредиты для Graphics: Kiran Daware.

Медленное электричество: возвращение постоянного тока?

Фото: Брайтонская электрическая станция освещения, 1887 год. Стационарные паровые машины приводят в действие генераторы постоянного тока с помощью кожаных ремней. Источник.

---

(Эта статья была переведена на французский язык).

Электроэнергия может производиться и распределяться с использованием переменного или постоянного тока. В случае переменного тока ток периодически меняет направление, а напряжение меняется вместе с током. В случае постоянного тока ток течет в одном направлении, а напряжение остается постоянным. Когда в последней четверти девятнадцатого века была введена передача электроэнергии, переменный и постоянный ток конкурировали за то, чтобы стать стандартной системой распределения энергии — период в истории, известный как «война токов».

Переменный ток победил, главным образом, благодаря более высокой эффективности при транспортировке на большие расстояния. Электрическая мощность (выраженная в ваттах) равна силе тока (выраженной в амперах), умноженной на напряжение (выраженное в вольтах). Следовательно, заданное количество энергии может быть получено при низком напряжении при более высоком токе или при высоком напряжении при более низком токе. Однако потери мощности из-за сопротивления пропорциональны квадрату тока. Таким образом, высокое напряжение является ключом к энергоэффективной передаче энергии на большие расстояния. [1]

Изобретение трансформатора переменного тока в конце 1800-х годов позволило легко повышать напряжение для передачи энергии на большие расстояния, а затем снова понижать его для местного использования. С другой стороны, электричество постоянного тока не могло быть эффективно преобразовано в высокое напряжение до 1960-х годов. Следовательно, невозможно было эффективно передавать мощность на большие расстояния (> 1-2 км).

Иллюстрация: Динамо-машина центральной электростанции Brush Electric приводит в действие дуговые лампы для уличного освещения в Нью-Йорке. Начав работу в декабре 1880 года по адресу 133 West Twenty-Fifth Street, он питал цепь длиной 2 мили (3,2 км). Источник: Википедия.

Сеть постоянного тока предполагала установку относительно небольших электростанций в каждом районе. Это было не идеально, потому что эффективность паровых машин, приводивших в действие динамо-машины, зависела от их размера — чем больше паровая машина, тем эффективнее она становилась. Кроме того, паровые двигатели были шумными и загрязняли воздух, а низкая транспортная эффективность энергии постоянного тока исключала использование более удаленных, чистых источников гидроэнергии.

Более ста лет спустя переменный ток по-прежнему составляет основу нашей энергетической инфраструктуры. Несмотря на то, что высоковольтный постоянный ток набирает обороты для транспортировки на большие расстояния, все распределение электроэнергии в зданиях основано на переменном токе напряжением 110 В или 220 В. Низковольтные системы постоянного тока сохранились в автомобилях, грузовиках, автодомах, караванах и лодках, а также в телекоммуникационных офисах, удаленных научных станциях и аварийных убежищах. В большинстве этих примеров устройства питаются от батарей, работающих от постоянного напряжения 12 В, 24 В или 48 В.

Возобновление интереса к источникам питания постоянного тока

В последнее время два совпадающих фактора возродили интерес к источникам питания постоянного тока. Во-первых, теперь у нас есть лучшие альтернативы для децентрализованного производства электроэнергии, наиболее важными из которых являются солнечные фотоэлектрические панели. Они не загрязняют окружающую среду, и их эффективность не зависит от их размера. Поскольку солнечные панели могут быть расположены прямо там, где есть потребность в энергии, передача электроэнергии на большие расстояния не требуется. Кроме того, солнечные панели «естественным образом» производят энергию постоянного тока, как и химические батареи, которые являются наиболее практичной технологией хранения для фотоэлектрических систем.

Солнечные фотоэлектрические панели естественным образом вырабатывают энергию постоянного тока, и растущая доля наших электроприборов работает на постоянном токе

Во-вторых, растущая доля наших электроприборов работает от постоянного тока. Это верно для компьютеров и всех других электронных гаджетов, а также для полупроводникового освещения (светодиодов), телевизоров с плоским экраном, стереоаппаратуры, микроволновых печей и все большего количества устройств, работающих на двигателях постоянного тока с переменной скоростью (вентиляторы, насосы). , компрессоры и тяговые системы). В течение следующих 20 лет мы можем увидеть, что до 50% общей нагрузки в домохозяйствах приходится на потребление постоянного тока. [2]

Электростанция постоянного тока на ипподроме в Париже. Паровой двигатель приводит в действие несколько динамо-машин, питающих дуговые лампы. Источник неизвестен.

В здании, которое вырабатывает фотоэлектрическую солнечную энергию, но распределяет ее внутри помещения по электрической системе переменного тока, требуется двойное преобразование энергии. Во-первых, мощность постоянного тока от солнечной панели преобразуется в мощность переменного тока с помощью инвертора. Затем мощность переменного тока преобразуется обратно в мощность постоянного тока с помощью адаптеров внутренних устройств постоянного тока, таких как компьютеры, светодиоды и микроволновые печи. Эти преобразования энергии подразумевают потери мощности, которых можно было бы избежать, если бы здание, работающее от солнечной энергии, было оборудовано системой распределения постоянного тока. Другими словами, электрическая система постоянного тока может сделать солнечную фотоэлектрическую систему более энергоэффективной.

Больше солнечной энергии за меньшие деньги

Поскольку эксплуатационное потребление энергии и затраты на солнечную фотоэлектрическую систему равны нулю, более высокая энергоэффективность приводит к снижению капитальных затрат, поскольку для выработки заданного количества электроэнергии требуется меньше солнечных панелей. . Кроме того, нет необходимости устанавливать инвертор, который является дорогостоящим устройством, которое необходимо заменить хотя бы один раз в течение срока службы солнечной фотоэлектрической системы. Более низкие капитальные затраты также подразумевают меньшую воплощенную энергию: если требуется меньше солнечных панелей и не требуется инвертор, для производства солнечной фотоэлектрической установки требуется меньше энергии, что имеет решающее значение для повышения устойчивости технологии.

Для производства заданного количества электроэнергии требуется меньше солнечных панелей

Аналогичное преимущество применимо к электрическим устройствам. В здании с распределением мощности постоянного тока внутренние электрические устройства постоянного тока могут отказаться от всех компонентов, необходимых для преобразования переменного тока в постоянный. Это сделало бы их проще, дешевле, надежнее и менее энергоемкими в производстве. Адаптеры переменного/постоянного тока (которые могут быть размещены во внешнем источнике питания или в самом устройстве) часто являются компонентом, ограничивающим срок службы внутренних устройств постоянного тока, и они довольно значительны по размеру. [2]

Иллюстрация: Драйвер питания для светодиодной лампы мощностью 35 Вт. [3] Все детали, необходимые для преобразования переменного тока в постоянный, помечены.

Например, для светодиодного светильника примерно 40% печатной платы занимают компоненты, необходимые для преобразования переменного тока в постоянный. [3] Адаптеры переменного/постоянного тока имеют больше недостатков. В результате сомнительной коммерческой стратегии они обычно специфичны для устройства, что приводит к пустой трате ресурсов, денег и места. Кроме того, адаптер продолжает потреблять энергию, когда устройство не работает, и даже когда устройство не подключено к нему.

Распределение энергии постоянного тока сделает устройства более простыми, дешевыми, надежными и менее энергоемкими для производства

И последнее, но не менее важное: низковольтные сети постоянного тока (до 24 В) считаются безопасными от поражения электрическим током или пожара, что позволяет электрикам устанавливать относительно простую проводку, без заземления или металлических распределительных коробок и без защиты от прямого контакта. [4, 5, 6] Это еще больше увеличивает экономию средств и позволяет вам самостоятельно установить солнечную систему. Мы продемонстрируем такую ​​самодельную систему в следующей статье, где также объясним, как получить устройства постоянного тока или преобразовать устройства переменного тока в устройства постоянного тока.

Сколько энергии можно сэкономить?

Однако важно отметить, что преимущество энергоэффективности сети постоянного тока не является само собой разумеющимся. Экономия энергии может быть значительной, но она также может быть очень маленькой или даже стать отрицательной. Является ли постоянный ток хорошим выбором, зависит главным образом от пяти факторов: удельных потерь преобразования в адаптерах переменного/постоянного тока всех устройств, времени «нагрузки» (потребления энергии), наличия накопителя электроэнергии, длина распределительных кабелей и потребляемая мощность электроприборов.

Устранение инвертора приводит к вполне предсказуемой экономии энергии. Это касается только одного устройства с довольно фиксированной эффективностью (+90%, хотя эффективность может упасть примерно до 50% при низкой нагрузке). Однако этого нельзя сказать о AC/DC-адаптерах. Мало того, что существует столько же адаптеров, сколько и устройств с внутренним постоянным током, их эффективность преобразования также сильно различается: от менее 50% для маломощных устройств до более 90% для мощных устройств. [6, 7, 8]

Следовательно, общие потери энергии адаптеров переменного/постоянного тока могут сильно различаться в зависимости от того, какие бытовые приборы используются в здании и как они используются. Как и инверторы, адаптеры тратят относительно больше энергии, когда потребляется мало энергии, например, в режиме ожидания или в режиме пониженного энергопотребления. [8]

Потери при преобразовании в адаптерах самые высокие для DVD/видеомагнитофонов (31%), домашнего аудио (21%), персональных компьютеров и сопутствующего оборудования (20%), перезаряжаемой электроники (20%), освещения (18%) и телевизоров ( 15%). Потери электроэнергии ниже (10-13%) для более обыденных приборов, таких как потолочные вентиляторы, кофеварки, посудомоечные машины, электрические тостеры, обогреватели, микроволновые печи, холодильники и так далее. [8].

Освещение и компьютеры (имеющие высокие потери переменного/постоянного тока) обычно составляют значительную долю общего потребления электроэнергии в офисах, магазинах и служебных зданиях. В домашних хозяйствах имеется более разнообразная бытовая техника, в том числе устройства с меньшими потерями переменного/постоянного тока. Следовательно, система постоянного тока обеспечивает более высокую экономию энергии в офисах, чем в жилых зданиях.

Наибольшее преимущество в центрах обработки данных, где основная нагрузка приходится на компьютеры. Некоторые центры обработки данных уже перешли на системы постоянного тока, даже если они не питаются от солнечной энергии. Поскольку большой адаптер более эффективен, чем множество маленьких адаптеров, преобразование переменного тока в постоянный на локальном уровне (с использованием выпрямителя), а не на отдельных серверах, может обеспечить экономию энергии от 5 до 30%. [6, 9] [10, 11]

Важность накопления энергии

Если предположить, что потери энергии в инверторе составляют 10 %, а средние потери – 15 % для всех адаптеров переменного/постоянного тока, мы бы ожидать экономии энергии около 25% при переходе на распределение постоянного тока в здании с фотоэлектрическими солнечными батареями. Однако такая существенная экономия не гарантируется. Начнем с того, что большинство зданий, работающих на солнечной энергии, подключены к сети. Они не хранят солнечную энергию в батареях на месте, а полагаются на сеть, чтобы справиться с излишками и дефицитом.

В здании с питанием от солнечной энергии только нагрузки, совпадающие с выходной мощностью солнечной фотоэлектрической энергии, могут получить выгоду от сети постоянного тока

Это означает, что избыточная солнечная энергия должна быть преобразована из постоянного тока в переменный ток, чтобы отправить ее в электрическую сеть, в то время как мощность, полученная из сети, должна быть преобразована из переменного тока в постоянный, чтобы быть совместимой с системой распределения электроэнергии. здания. Следовательно, в здании с питанием от солнечной фотоэлектрической энергии только нагрузки, совпадающие с выходной мощностью солнечной фотоэлектрической системы, могут получить выгоду от сети постоянного тока.

Первые электростанции постоянного тока имели динамо-машину для каждой лампочки. Источник неизвестен.

Опять же, это означает, что преимущества эффективности системы постоянного тока обычно больше в коммерческих зданиях, где большая часть потребления электроэнергии совпадает с выходом постоянного тока из солнечной системы. С другой стороны, в жилых зданиях пик потребления энергии часто приходится на утренние и вечерние часы, когда солнечной энергии мало или совсем нет.

Следовательно, от системы постоянного тока в жилом доме с сетевым счетчиком можно получить лишь небольшое преимущество, так как большая часть электроэнергии будет преобразована в или из переменного тока в любом случае. Недавнее исследование подсчитало, что система постоянного тока может повысить энергоэффективность американского дома с питанием от солнечной энергии и счетчиками в среднем всего на 5% — эта цифра является средней для 14 домов в США. [12] [13]

Автономные солнечные системы

Чтобы реализовать весь потенциал сети постоянного тока, особенно когда речь идет о жилом доме, нам необходимо хранить солнечную энергию в местных батареях. Таким образом, система может хранить и использовать мощность в форме постоянного тока. Накопление энергии может происходить в автономной системе, которая полностью независима от сети, но добавление некоторого аккумулятора в здание с сетевым счетчиком также увеличивает преимущество системы постоянного тока. Однако накопление энергии добавляет еще один тип потерь энергии: потери при зарядке и разрядке аккумуляторов. КПД туда и обратно для свинцово-кислотных аккумуляторов составляет 70-80%, а для литий-ионных — около 90%.

К сожалению, накопление энергии добавляет еще один тип потерь энергии — потери при зарядке и разрядке аккумуляторов — и сводит на нет ценовые преимущества системы постоянного тока

Точное количество энергии, которое может быть сэкономлено за счет хранения аккумуляторов на месте, опять же зависит от времени нагрузки. Электричество, используемое в течение дня, когда батареи полностью заряжены, не связано с потерями при зарядке и разрядке батарей. В этом случае экономия энергии системы постоянного тока может составить 25 % (10 % при исключении инвертора и 15 % при исключении адаптеров).

Однако потребление электроэнергии после захода солнца снижает экономию энергии до 15% для литий-ионных аккумуляторов и от -5% до +5% для свинцово-кислотных аккумуляторов. В действительности электричество, вероятно, будет использоваться как до, так и после захода солнца, так что повышение эффективности будет где-то между этими крайними значениями (от -5% до 25% для свинцово-кислотных и 15-25% для литий-ионных).

Станция Kensington Court: паровой двигатель, динамо-машина и аккумуляторы. Источник: Электрическое освещение центральной станции, Killingworth Hedges, 1888 г.

С другой стороны, аккумуляторное хранение дает дополнительное преимущество: меньше или — в полностью независимой системе — отсутствуют дополнительные потери энергии при передаче и распределении электроэнергии переменного тока на большие расстояния. Эти потери сильно различаются в зависимости от местоположения. Например, средние потери при передаче составляют всего 4 % в Германии и Нидерландах, 6 % в США и Китае и от 15 до 20 % в Турции и Индии. [14] [15]

Если мы добавим еще 7% экономии энергии за счет предотвращения потерь при передаче, автономная система постоянного тока может обеспечить экономию энергии от 2% до 32% для свинцово-кислотных аккумуляторов и от 22% до 32% для литий-ионных аккумуляторов в зависимости от времени загрузки.

В автономной системе постоянного тока потребление электроэнергии может быть обеспечено с помощью солнечной системы, которая на одну пятую или одну треть меньше, в зависимости от типа используемых батарей

Предполагая, что 50% энергии используется днем ​​и 50% ночью, мы получаем выигрыш в 17% для автономной системы, использующей свинцово-кислотные батареи, и 27% для литий-ионных аккумуляторов. Это означает, что использование электроэнергии может быть обеспечено с помощью солнечной системы, которая на одну пятую или одну треть меньше соответственно. Общая экономия затрат останется немного больше, потому что нам по-прежнему не нужен инвертор, а затраты на установку ниже или вообще отсутствуют.

К сожалению, введение накопителей электроэнергии на месте снова увеличивает капитальные затраты, потому что нам нужно инвестировать в аккумуляторы. Это сведет на нет ценовое преимущество, которое мы получили при выборе системы постоянного тока. То же самое относится и к энергии, вложенной в производственный процесс: автономная система постоянного тока требует меньше энергии для производства солнечных панелей, но она требует, по крайней мере, столько же энергии для производства батарей.

Однако мы должны сравнивать яблоки с яблоками: автономная солнечная система постоянного тока дешевле и более энергоэффективна, чем автономная система переменного тока, и это главное. Анализы жизненного цикла солнечных систем с чистыми счетчиками не соответствуют действительности, потому что они игнорируют важный компонент систем солнечной энергии.

Потери в кабеле

Однако следует учитывать еще один важный момент. Как мы видели, потери мощности из-за сопротивления пропорциональны квадрату тока. Следовательно, низковольтные сети постоянного тока имеют относительно высокие потери в кабеле внутри здания. Есть два способа, при которых потери в кабеле могут сделать выбор в пользу системы постоянного тока контрпродуктивным. Первый — это использование устройств большой мощности, а второй — использование очень длинных кабелей.

Регулировка напряжения в ранней электростанции. Источник неизвестен.

Потери энергии в кабелях равны квадрату силы тока (в амперах), умноженному на сопротивление (в омах). Сопротивление определяется длиной, диаметром и проводящим материалом кабелей. Медный провод сечением 10 мм2, распределяющий мощность 100 Вт при напряжении 12 В (8,33 А) на расстояние 10 метров, дает приемлемые потери энергии 3%. Однако при длине кабеля 50 м потери энергии составляют 16 %, а при длине 100 м потери энергии составляют 32 % — этого достаточно, чтобы свести на нет преимущества эффективности сети постоянного тока даже в самом оптимистичном сценарии. .

Относительно высокие потери энергии в кабелях ограничивают использование электроприборов большой мощности

Относительно высокие потери в кабеле также ограничивают использование приборов высокой мощности. Если вы хотите запустить микроволновую печь мощностью 1000 Вт в сеть 12 В постоянного тока, потери энергии составят до 16 % при длине кабеля всего 1 метр и подскочат до 47 % при длине кабеля 3 метра.

Очевидно, что низковольтная сеть постоянного тока не подходит для питания таких устройств, как стиральные машины, посудомоечные машины, пылесосы, электрические плиты, электрические духовки или водогрейные котлы. Обратите внимание, что мощность использование, а не энергия использование важно в этом отношении. Потребление энергии равно потреблению энергии, умноженному на время. Холодильник потребляет гораздо больше энергии, чем микроволновая печь, потому что он работает 24 часа в сутки, но его энергопотребление может быть достаточно небольшим, чтобы работать от сети постоянного тока.

Потери в кабеле также ограничивают комбинированное энергопотребление маломощных устройств. Если предположить, что длина кабеля 12 В составляет 12 метров, и мы хотим, чтобы потери в кабеле оставались ниже 10 %, то совокупное энергопотребление всех устройств ограничивается примерно 150 Вт (потери в кабеле 8,5 %). Например, это позволяет одновременно использовать два ноутбука (мощностью 20 Вт каждый), холодильник постоянного тока (45 Вт) и пять LED-ламп по 8 Вт (суммарно 40 Вт), что оставляет еще 25 Вт мощности для пара небольших устройств.

Как ограничить потери в кабеле

Существует несколько способов обойти потери при распределении низковольтной системы постоянного тока. Если речь идет о новом здании, его пространственное расположение может существенно ограничить длину распределительного кабеля. Например, голландским исследователям удалось сократить общую длину кабеля в доме с 40 до 12 метров. Они сделали это, переместив кухню и гостиную (где используется больше всего электричества) на первый этаж, чуть ниже крыши (где находятся солнечные батареи), а спальни перенесли на первый этаж. Они также сгруппировали большинство приборов в центральной части здания, прямо под солнечными панелями (см. иллюстрацию ниже). [16]

Другим способом снижения потерь в кабеле является установка нескольких независимых солнечных систем на одну или две комнаты. Это может быть единственным способом решить проблему в более крупном существующем здании, спроектированном без учета системы постоянного тока. Хотя эта стратегия подразумевает использование дополнительных контроллеров заряда от солнечных батарей, она может значительно снизить потери в кабеле. Такой подход также позволяет потребляемой мощности всех приборов превысить 150 Вт.

Установка независимых солнечных систем на одну или две комнаты является одним из способов ограничения потерь в кабелях и увеличения общего энергопотребления

Третий способ ограничить потери в кабеле — выбрать более высокое напряжение: 24 или 48 В вместо 12 В. Поскольку потери энергии увеличиваются пропорционально квадрату тока, удвоение напряжения с 12 до 24 В уменьшает потери в кабеле в 4 раза, а переход на 48 В уменьшает их в шестнадцать раз. Этот подход также позволяет использовать устройства большей мощности и увеличивает общую мощность, которая может использоваться системой постоянного тока. Однако более высокие напряжения также имеют некоторые недостатки.

Во-первых, большинство низковольтных приборов постоянного тока, представленных в настоящее время на рынке, работают от 12 В, поэтому использование сети постоянного тока 24 или 48 В требует использования большего количества адаптеров постоянного тока, которые понижают напряжение, а также имеют потери при преобразовании. . Во-вторых, более высокие напряжения (выше 24 В) сводят на нет преимущества безопасности системы постоянного тока. В дата-центрах и офисах, а также в американских жилых домах в упомянутом ранее исследовании электричество постоянного тока распределяется по всему зданию на 380В, но это требует таких же строгих мер безопасности, как и при электричестве 110В или 220В переменного тока. [17]

Медленное электричество

Сокращение длины кабеля или удвоение напряжения до 24 В по-прежнему не позволяет использовать мощные устройства, такие как микроволновая печь или стиральная машина. Есть два способа решить эту проблему. Во-первых, установить гибридную систему переменного/постоянного тока. В этом случае сеть постоянного тока настраивается для маломощных устройств, таких как LED-светильники (< 10 Вт), ноутбуки (< 20 Вт), телевизор (30-90 Вт) и холодильник (< 50 Вт), в то время как отдельная сеть переменного тока настроена для устройств высокой мощности. Это подход для домов и небольших офисов, продвигаемый EMerge Alliance, консорциумом производителей продуктов постоянного тока, который разработал стандарт для гибридной системы 24 В постоянного тока / 110–220 В переменного тока. [18]

В конце 19 века единственной электрической нагрузкой в ​​домах было освещение.

Маломощные устройства (в среднем) отвечают за 35-50% общего потребления электроэнергии в доме. Даже в лучшем случае (50 % нагрузки) гибридная система вдвое уменьшает прирост энергоэффективности, рассчитанный нами выше, что дает нам экономию энергии всего от 8,5 % до 13,5 %, в зависимости от типа используемых батарей. . Эти цифры будут еще ниже из-за потерь в кабеле. Короче говоря, гибридная система переменного/постоянного тока обеспечивает довольно небольшую экономию энергии, которую легко можно свести на нет из-за эффекта рикошета.

Второй способ решить проблему мощных устройств — просто не использовать их. Это подход, который используется в парусных лодках, автодомах и караванах, где поддерживающая система распределения переменного тока просто невозможна. Это наиболее устойчивое решение для ограничения мощности постоянного тока, потому что в этом случае выбор постоянного тока также приводит к снижению энергопотребления . Таким образом, общая экономия энергии может стать намного больше, чем 17-27%, рассчитанные выше, и тогда у нас, наконец, будет радикально лучшее решение, которое может изменить ситуацию.

Один из способов решить проблему мощных устройств — просто не использовать их — этот подход используется на парусных лодках, автодомах и караванах

Очевидно, что эта стратегия подразумевает изменение нашего образа жизни. Это означало бы, что электричество используется только для освещения, электроники и охлаждения, тогда как для всех остальных бытовых приборов выбираются неэлектрические альтернативы. Не случайно это очень похоже на то, как работали сети постоянного тока в конце девятнадцатого века, когда единственной электрической нагрузкой было освещение — сначала дуговые лампы, а затем и лампы накаливания.

Итак, не посудомоечная машина, а моющая посуду вручную. Стиральной машины нет, но стирают в прачечной или в ручной машине. Не сушилка, а бельевая веревка. Никаких удобных и экономящих время кухонных приборов, таких как электрические чайники, микроволновые печи и кофеварки, а традиционная кухонная плита, работающая на (био)газе, солнечная плита или ракетная плита. Не пылесос, а метла и выбивалка. Без морозилки, но свежие ингредиенты. Нет электрического водогрейного котла, но есть солнечный бойлер и небольшая стирка у раковины, если не светит солнце. Не электромобиль, а велосипед.

Чтобы выяснить, что это возможно, мы превращаем штаб-квартиру Low-tech Magazine в автономную систему постоянного тока на 12 В — подробнее об этом в следующем посте.

Автор Крис Де Деккер. Под редакцией Дженны Коллетт.

---

СВЯЗАННЫЕ СТАТЬИ:

• Как отключить свою квартиру от сети
• Откажитесь от батарей: автономное хранение энергии на сжатом воздухе
• История и будущее экономики сжатого воздуха
• Сети электроснабжения
• Вне сети: насколько устойчиво сохраняется солнечный свет?
• Назад к Bascis: Прямая гидроэнергетика
• Электрогенераторы с приводом от велосипеда не являются экологически безопасными
  

ИСТОЧНИКИ И ПРИМЕЧАНИЯ

[1] Существует аналогия с гидравлической энергией: электрическое напряжение соответствует давлению воды, а электрический ток соответствует расходу воды. Изобретение гидроаккумулятора в 1850-х годах позволило повысить давление воды и, таким образом, эффективно транспортировать энергию воды на большие расстояния.

[2] Исследование и моделирование микросети постоянного тока с акцентом на эффективность, использование материалов и экономические ограничения (PDF), Simon Willems & Wouter Aerts, 2013-14

[3] Сетки постоянного тока для светодиодного освещения, LED professional

[4] Предварительное исследование микросетей постоянного тока: оценка технических и экономических преимуществ, Scott Backhaus et al. , март 2015 г.

[5] Микросети постоянного тока и преимущества местного электричества, Раджендра Сингх и Кришна Шенаи, IEEE Spectrum, 2014 г.

[6] Сравнение стоимости и эффективности постоянного и переменного тока в офисных зданиях (PDF), Джузеппе Лаудани, 2014 г.

[7] Месть Эдисона, The Economist, 2013

[8] Каталог устройств и систем питания постоянного тока, Карина Гарбеси, Вагелис Воссос и Хунся Шен, 2011 г.

[9] Сеть ЦОД и хранилище для интеграции BIPV, Дж. Хофер и др., CISBAT 2015, 2015

[10] Однако питание постоянным током в центрах обработки данных не сделает Интернет менее энергоемким — наоборот.

[11] Также обратите внимание, что эффективность адаптеров переменного/постоянного тока может быть значительно повышена, особенно для устройств с низким энергопотреблением. Многие «стеновые бородавки» напрасно расточительны, потому что производители электроприборов хотят снизить затраты. Если бы это изменилось, например, из-за новых законов, преимущество перехода на сеть постоянного тока стало бы меньше.

[12] Экономия энергии за счет прямого постоянного тока в жилых домах США, Vagelis Vossos et al., Energy and Buildings, 2014 г.

[13] В этом исследовании в зданиях используется комбинация 24 В постоянного тока для маломощных нагрузок и 380 В постоянного тока для мощных устройств, а также для распределения постоянного тока по всему дому с целью ограничения потерь в кабелях.

[14] Потери при передаче и распределении электроэнергии (% от выработки), Всемирный банк, 2014 г.

[15] Сельские районы, как правило, имеют более высокие потери, чем городские районы, а одинокая линия деления, расходящаяся в сельскую местность, может привести к очень высоким потерям.

[16] Концепция дома постоянного тока с низким напряжением (PDF), Мааике Фридеман и др., Конференция по устойчивому строительству 2002 г.

[17] Последний — и довольно отчаянный — способ снизить потери при распределении — использовать более толстые кабели. Сопротивление в электрических проводах можно уменьшить не только укорочением кабелей, но и увеличением их диаметра (под диаметром здесь подразумевается медная жила).