Gutdver.ru

Отделка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Коэффициент мощности

Коэффициент мощности

Коэффицие́нт мо́щности — безразмерная физическая величина, характеризующая потребителя переменного электрического тока с точки зрения наличия в нагрузке реактивной составляющей и мощности искажения (собирательное название — неактивная мощность). Следует отличать понятие «коэффициент мощности» от понятия «косинус фи», который равен косинусу сдвига фазы переменного тока, протекающего через нагрузку, относительно приложенного к ней напряжения. Второе понятие используют в случае синусоидальных тока и напряжения, и только в этом случае оба понятия эквивалентны.

Содержание

Определение и физический смысл [ править | править код ]

Коэффициент мощности равен отношению потребляемой электроприёмником активной мощности к полной мощности. Активная мощность расходуется на совершение работы. В случае синусоидальных тока и напряжения полная мощность представляет собой геометрическую сумму активной и реактивной мощностей. Иными словами, она равна корню квадратному из суммы квадратов активной и реактивной мощностей. В общем случае полную мощность можно определить как произведение действующих (среднеквадратических) значений тока и напряжения в цепи. В качестве единицы измерения полной мощности принято использовать вольт-ампер (В∙А) вместо ватта (Вт).

Согласно неравенству Коши—Буняковского, активная мощность, равная среднему значению произведения тока и напряжения, всегда не превышает произведение соответствующих среднеквадратических значений. Поэтому коэффициент мощности принимает значения от нуля до единицы (или от 0 до 100 %).

Коэффициент мощности математически можно интерпретировать как косинус угла между векторами тока и напряжения (в общем случае бесконечномерных). Поэтому в случае синусоидальных напряжения и тока величина коэффициента мощности совпадает с косинусом угла, на который отстают соответствующие фазы.

В случае синусоидального напряжения, но несинусоидального тока, если нагрузка не имеет реактивной составляющей, коэффициент мощности равен доле мощности первой гармоники тока в полной мощности, потребляемой нагрузкой.

При наличии реактивной составляющей в нагрузке, кроме значения коэффициента мощности, иногда также указывают характер нагрузки: активно-ёмкостный или активно-индуктивный. В этом случае коэффициент мощности соответственно называют опережающим или отстающим.

Прикладной смысл [ править | править код ]

Можно показать, что если к источнику синусоидального напряжения (например, розетка

230 В, 50 Гц) подключить нагрузку, в которой ток опережает или отстаёт по фазе на некоторый угол от напряжения, то на внутреннем активном сопротивлении источника выделяется повышенная мощность. На практике это означает, что при работе на нагрузку с реактивной составляющей от электростанции требуется больше отвода тепла, чем при работе на активную нагрузку; избыток передаваемой энергии выделяется в виде тепла в проводах, и в масштабах, например, предприятия потери могут быть довольно значительными.

Не следует путать коэффициент мощности и коэффициент полезного действия (КПД) нагрузки. Коэффициент мощности практически не влияет на энергопотребление самого устройства, включённого в сеть, но влияет на потери энергии в идущих к нему проводах, а также в местах выработки или преобразования энергии (например, на подстанциях). То есть счётчик электроэнергии в квартире практически не будет реагировать на коэффициент мощности устройств, поскольку оплате подлежит лишь электроэнергия, совершающая работу (активная составляющая нагрузки). В то же время от КПД непосредственно зависит потребляемая электроприбором активная мощность. Например, компактная люминесцентная («энергосберегающая») лампа потребляет примерно в 1,5 раза больше энергии, чем аналогичная по яркости светодиодная лампа. Это связано с более высоким КПД последней. Однако независимо от этого каждая из этих ламп может иметь как низкий, так и высокий коэффициент мощности, который определяется используемыми схемотехническими решениями.

Читайте так же:
Виды телефонных кабелей для телефонных розеток

Математические расчёты [ править | править код ]

Коэффициент мощности необходимо учитывать при проектировании электросетей. Низкий коэффициент мощности ведёт к увеличению доли потерь электроэнергии в электрической сети в общих потерях. Если его снижение вызвано нелинейным, и особенно импульсным характером нагрузки, это дополнительно приводит к искажениям формы напряжения в сети. Чтобы увеличить коэффициент мощности, используют компенсирующие устройства. Неверно рассчитанный коэффициент мощности может привести к избыточному потреблению электроэнергии и снижению КПД электрооборудования, питающегося от данной сети.

  1. χ = P S >>
  2. P = U × I × cos ⁡ φ
  3. Q = U × I × sin ⁡ φ
  4. S = ∑ k = 1 ∞ ( U ) × I = P 2 + Q 2 + T 2 ^displaystyle (U)times I=+Q^<2>+T^<2>>>>

Типовые оценки качества электропотребления [ править | править код ]

Значение
коэффициента
мощности
ВысокоеХорошееУдовлетворительноеНизкоеНеудовлетворительное
cos ⁡ φ varphi >0,95…10,8…0,950,65…0,80,5…0,650…0,5
λ

95…100 %80…95 %65…80 %50…65 %0…50 %

При одной и той же активной мощности нагрузки мощность, бесполезно рассеиваемая на проводах, обратно пропорциональна квадрату коэффициента мощности. Таким образом, чем меньше коэффициент мощности, тем ниже качество потребления электроэнергии. Для повышения качества электропотребления применяются различные способы коррекции коэффициента мощности, то есть его повышения до значения, близкого к единице.

Например, большинство старых светильников с люминесцентными лампами для зажигания и поддержания горения используют электромагнитные балласты (ЭмПРА), характеризующиеся низким значением коэффициента мощности, то есть неэффективным электропотреблением. Многие компактные люминесцентные («энергосберегающие») лампы, имеющие ЭПРА, тоже характеризуются низким коэффициентом мощности (0,5…0,65). Но аналогичные изделия известных производителей, как и большинство современных светильников, содержат схемы коррекции коэффициента мощности, и для них значение cos ⁡ φ varphi > близко к 1, то есть к идеальному значению.

Несинусоидальность [ править | править код ]

Низкое качество потребителей электроэнергии, связанное с наличием в нагрузке мощности искажения, то есть нелинейная нагрузка (особенно при импульсном её характере), приводит к искажению синусоидальной формы питающего напряжения. Несинусоидальность — вид нелинейных искажений напряжения в электрической сети, который связан с появлением в составе напряжения гармоник с частотами, многократно превышающими основную частоту сети. Высшие гармоники напряжения оказывают отрицательное влияние на работу системы электроснабжения, вызывая дополнительные активные потери в трансформаторах, электрических машинах и сетях; повышенную аварийность в кабельных сетях.

Источниками высших гармоник тока и напряжения являются электроприёмники с нелинейными нагрузками. Например, мощные выпрямители переменного тока, применяемые в металлургической промышленности и на железнодорожном транспорте, газоразрядные лампы, импульсные источники питания и др.

Коррекция коэффициента мощности [ править | править код ]

Коррекция коэффициента мощности (англ.  power factor correction , PFC) — процесс приведения потребления конечного устройства, обладающего низким коэффициентом мощности при питании от силовой сети переменного тока, к состоянию, при котором коэффициент мощности соответствует принятым стандартам.

К ухудшению коэффициента мощности (изменению потребляемого тока непропорционально приложенному напряжению) приводят нерезистивные нагрузки: реактивная и нелинейная. Реактивные нагрузки корректируются внешними реактивностями, именно для них определена величина cos ⁡ φ . Коррекция нелинейной нагрузки технически реализуется в виде той или иной дополнительной схемы на входе устройства.

Данная процедура необходима для равномерного использования мощности фазы и исключения перегрузки нейтрального провода трёхфазной сети. Так, она обязательна для импульсных источников питания мощностью в 100 и более ватт [ источник не указан 3830 дней ] . Компенсация обеспечивает отсутствие всплесков тока потребления на вершине синусоиды питающего напряжения и равномерную нагрузку на силовую линию.

Управляемый блок розеток Tesla Power серии PRO 12 портов, горизонтальный монтаж

Управляемый блок розеток. Контроль и управление отдельными розетками. 8 гнезд С13, 4 гнезда С19. Функция ping-control (8 гнезд С13)

Управляемое устройство распределения электропитания (PDU) для монтажа в стойке — это автономное управляемое по сети устройство, которое позволяет управлять 12 розетками с помощью веб-интерфейса, сетевого протокола SNMP или консоли управления.

Линейка контролируемых блоков розеток Tesla Power является передовым техническим решением по распределению электропитания в телекоммуникационных стойках, серверных помещениях и центрах обработки данных (ЦОД). Благодаря удаленному сетевому доступу и поддержке шлейфового подключения система Tesla Power способна дистанционно управлять оборудованием на уровне многокомпонентных сетей, обеспечивая надежное электропитание и управление энергопотреблением.

Основные особенности:

  • Точное измерение общей потребляемой электроэнергии (кВт•ч)
  • Точное измерение потребляемой электроэнергии по отдельным розеткам (кВт•ч)
  • Контроль входного напряжения
  • Контроль суммарного тока нагрузки
  • Контроль тока нагрузки отдельных розеток
  • Установка порогового тока отдельных розеток
  • Контроль коэффициента мощности
  • Контроль температуры и влажности (датчики приобретаются отдельно)
  • Возможность подключения по Wi-Fi с помощью USB адаптера
  • Включение/отключение отдельных розеток
  • Установка задержки последовательного включения/отключения отдельных розеток
  • Функция ping-control

Функция измерения потребления по каждой розетке — позволяет определять мощность, потребляемую через каждую розетку, дает возможность узнать, как эта мощность распределяется между установленным в серверной стойке оборудованием. Данные значения мощности позволяют анализировать динамику потребления каждым устройством и планировать распределение общей мощности.

Функция ping-control — отправляет ICMP-запросы на определенный пользователем ip-адрес, в случае отсутствия ответов автоматически перезагружает указанную розетку.

Функциональные возможности:

НазначениеПараметры и выполняемые операции
КонтрольСуммарный ток нагрузки
Номинальное входное напряжение
Общее энергопотребление (кВтч)
Энергопотребление отдельных розеток (кВтч)
Коэффициент мощности
Потребляемая мощность общая (кВт)
Потребляемая мощность отдельных розеток (кВт)
Состояние питания (вкл./откл.) отдельных розеток
Ping-control
Температура и влажность
Управление и установка режимов работыВключение/отключение отдельных розеток
Установка порога суммарного тока нагрузки
Установка порога тока нагрузки отдельных розеток
Установка времени задержки последовательного включения/отключения отдельных розеток
Сброс учета общего энергопотребления (кВтч)
Сброс учета энергопотребления отдельных розеток (кВтч)
Установка порога температуры и влажности
Сохранение режимов работыПоддержка установленного режима работы отдельных розеток после аварийного перезапуска
Установка пороговых значений аварийного отключения пользователемУстановка порога тока общей нагрузки
Установка порога тока по отдельным розеткам
Установка порога температуры и влажности
Программно установленные пороговые значения отключенияПри перегрузке
Превышение порога тока общей нагрузки
При достижении порогового значения температуры и влажности
Уведомление об ошибках и аварийном отключенииИндикация аварийного состояния на ЖК-дисплее и подача звукового сигнала
Индикация аварийного состояния в окне браузера удаленного компьютера
Автоматическое уведомление системного администратора через e-mail
Отправка отчета об ошибках через SNMP Trap
Ведение журнала событий SYSLOG
Шлейфовое подключениеПожжерживает шлейфовое подключение
Настройки профилей пользователейСоздание учетных записей и установка прав доступа пользователей
Установка прав доступа к изменению рабочих настроек
Установка прав доступа к сбросу показаний энергопотребления (кВт•ч)
Формат удаленного управленияWeb-интерфейс с поддержкой разных браузеров, таких как IE, Google, Firefox и т.д.
Поддержка SNMP v1, v2c, v3
Доступ через Telnet
Доступ через последовательный порт

Характеристики разъемов питания:

НазначениеПараметр / ПоказательЗначение параметра
ВходНом. входное напряжение220V

Физические и эксплуатационные характеристики:

ПараметрЗначение параметра
Габаритные размеры Д*Г*В482.6×216×44.4мм
Материал корпусаСталь
Цвет корпусаЧерный
Условия храненияТемпература: от -10°C до +60°C. Относительная влажность: ≤ 95%
Условия эксплуатацииТемпература: от 0°C до +50°C. Относительная влажность: ≤ 95%

01. Монтажное отверстие10. Кнопка сброса RESET
02. Выходные розетки11. Цифровой дисплей
03. Вход шлейфового подключения IN12. Цифровой дисплей
04. Выход шлейфового подключения OUT13. Порт сигнализации ALARM
05. Порт последовательный SER14. Порт датчика темп./влажность T/H 1
06. Порт проводной сети NET15. Порт датчика темп./влажность T/H 2
07. Порт беспроводного адаптера WIFI16. Входные розетки
08. Кнопка настроек DOWN17. Автоматический выключатель
09. Кнопка настроек UP18. Кабель питания

Внешний вид и комплектация могут быть изменены производителем без специального уведомления.

Коэффициент мощности для розетки

Ну это понятно что светотехнику, но я постоянно розеточную сеть проектирую в разделе ЭО (электроосвещение) и видел что другие организации так же делают, так что думаю что светотехники должны знать!

Кстати, на розетки, в которые включены компы (я угадал?) Ставится УЗО класса "А". УЗО класса "АС" при импульсной нагрузке нормально работать не будет. Но УЗО ставить надо обязательно!
Skorpion3G
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Skorpion3G
Alexiy
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Alexiy

Я когда такими глупостями для халтуры занимался — ставил дифф автоматы и не парился. Причем автоматы выбирал с характеристикой расцепителя С и не парился.

Я не электрик, и даже не учился этому =).

Ну а для осветительных сетей обычный автомат и все.

camii dobrii
Посмотреть профиль
Посетить домашнюю страницу camii dobrii
Найти ещё сообщения от camii dobrii
Skorpion3G
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Skorpion3G

Изображения

Тип файла: png0027.PNG (123.0 Кб, 26 просмотров)
Alexiy
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Alexiy
Alexiy
Посмотреть профиль
Найти ещё сообщения от Alexiy

Если брать на каждую розетку по 1кВт, то на каждый небольшой офис потребуется своя подстанция)))
Более близкие параметры к правде дает СП — 60 Вт на розетку. Мощное оборудование считается отдельно.

И про УЗО уже все уши прожужжали! Ну нет такого требования — чтоб обязательно УЗО в помещениях без повышенной опасности! Не могу представить ситуацию в офисе, что бы получить удар тока от компьютера. Офисный сотрудник сидит за столом и контактирует только с клавиатурой. Два раза в день нажимает на кнопку включения на системном блоке — системный блок с этой стороны имеет пластиковую фальш-панель. Кругом — изолирующие материалы: деревянный стол, пластиковый стул, на полу — линолиум или паркет. А уж получить удар тока от блока питания сотового телефона — это вообще бред!

Как выполнить расчет мощности по сечению провода

Как узнать пропускную мощность провода

Иногда в процессе эксплуатации может возникнуть потребность выполнить расчет мощности провода по сечению. Это может потребоваться в случае, если вам необходимо добавить в существующую сеть нового потребителя или заменить существующий прибор более мощным.

Прокладывать для этих целей новый кабель или провод — не всегда целесообразно, поэтому можно произвести расчет возможности использовать старый кабель или провод.

Выбор мощности под определенное сечение провода

Сечение провода и расчетная мощность электроприборов — это две неразрывно взаимосвязанные вещи. Поэтому, если у нас есть провод, то, исходя из номинальных параметров электроприборов, планируемых к подключению, можно определить их соответствие.

Определяющую роль при этом выборе играют табл. 1.3.4 и 1.3.5 ПУЭ для медных и алюминиевых проводов соответственно.

Определение номинальной мощности электроприборов

Первой проблемой, с которой мы можем столкнуться при выборе соответствия проводов и мощности приборов является несоразмерность величин. Ведь в таблицах 1.3.4 и 1.3.5 ПУЭ приведена зависимость сечения провода от номинального тока. Нам же необходимо перевести ее в номинальную активную мощность.

Табл.1.3.4 ПУЭ для медных проводов

  • Дабы выполнить перевод величин для однофазной сети переменного тока можно воспользоваться формулой: , где Р – номинальная активная мощность, U – напряжение электросети (для однофазной сети оно составляет 220В), I – номинальный ток для определенного сечения провода, выбранный по соответствующей таблице ПУЭ, а cosα – это коэффициент мощности, который является соотношением полной и активной мощности.
  • Самой большой проблемой в данной формуле является значение cosα. Обычно оно указывается в паспорте прибора. Иногда его можно пересчитать, исходя из соотношения полной мощности, измеряемой ВА и активной мощности, измеряемой Вт. Если вы подключаете не дроссель, трансформатор или электродвигатель, то его значение будет близко к единице. Для видео, аудио и другой бытовой техники может существенно отличаться.
  • Произведя этот нехитрый расчет, мы получаем номинальную мощность, которую способен пропустить провод данного сечения для конкретного потребителя. Ведь для разных потребителей значение номинальной мощности одного и того же провода может существенно отличаться.
  • Произведя такой расчет, вы можете определить, подходит ли новый электроприбор к старой проводке. Хотя, откровенно говоря, в большинстве случаев электрики предпочитают произвести расчет тока по сечению провода.

Обратите внимание! При замене электроприборов следует уделить внимание не только соответствию проводки, но и соответствию розетки, если таковая предусмотрена. В этом случае нам потребуется знать номинальный ток прибора. Ведь розетки выпускаются с номиналами в 10, 16 и 25А. Дабы розетка соответствовала электроприбору, следует выбрать ближайшее большее значение.

Проверка соответствия провода при увеличении мощности сети

Но значительно чаще приходится сталкиваться с необходимостью добавления новой розетки или выключателя (см. Установка розеток и выключателей своими руками) в уже существующую сеть. В этом случае необходимо проверить, что данный провод выдержит увеличении нагрузки и не перегорит.

В этом случае лучше производить расчет также, как советует инструкция по выбору сечения провода.

На фото приведена табл.1.3.5 ПУЭ для алюминиевых проводов

  • Допустим, мы решили подключить дополнительную розетку. В этом случае нам необходимо произвести расчет суммарной нагрузки всех уже подключенных приемников. А затем добавить предполагаемую максимальную нагрузку новой розетки и проверить выдержит ли провод такой ток.
  • Для этого выполняем расчет силы тока в каждой розетке и выключателей, подключенных к данной группе, а затем суммируем их. Делается это по той же формуле, только теперь рассчитываем номинальный ток, исходя из известных нам значений номинальной мощности.
  • Произведя расчет по току сечения провода, делаем вывод о возможности подключения дополнительной розетки. Зачастую сделать это невозможно и подключение новой розетки или выключателя можно выполнить только при условии снижения коэффициента использования электроприборов данной группы. То есть, в этом случае нельзя включать все приборы одновременно. И чем больше нагрузка вновь подключаемых приборов, тем меньшее число приборов вы можете включить одновременно в данной группе.

Обратите внимание! Что, согласно п. 1.3.10 ПУЭ, нулевые и защитные проводники не принимаются в расчет при определении количества проводов. Но это правило распространяется только на трехфазные сети.

Некоторые особенности расчета при добавлении нагрузки сети

Но расчет силы тока по сечению провода должен включать в себя и еще целый ряд параметров, которые могут быть определяющими в некоторых случаях. Ведь сечение провода выбирается, исходя из условий нагрева проводника и теплоотдачи, а этот параметр может существенно варьировать при разных способах прокладки.

  • Прежде всего, следует учитывать, что, согласно п.1.3.10 ПУЭ, значения в таблицах зависимости нагрузки провода от сечения должны быть уменьшены при их совместной прокладке. Если прокладывается пучком более 5 проводов, то коэффициент составляет 0,68. Если более 7 проводов, то 0,63, если более 10, то 0,6.
  • Кроме того, если кабели или провода проложены пучками в коробах, то тут также следует применять понижающие коэффициенты. Они приведены в таблице 1.3.12 ПУЭ.
  • Сечение и соответственно цена провода может существенно измениться и при прокладке провода по жарким помещениям, например, саунам. В этом случае, согласно табл. 1.3.3 ПУЭ, следует использовать поправочные коэффициенты.

Поправочные коэффициенты из табл. 1.3.3 ПУЭ

Вывод

Как видите, произвести расчёт соответствия проводу подключаемой нагрузке не так уж и сложно, и это вполне можно сделать своими руками. При этом следует помнить, что соответствие сечения провода — это только одна из проблем.

Ведь следует еще помнить о соответствии электроустановочного оборудования, защитного оборудования, да и о снижении электрических свойств контактов и проводов вследствие их старения нельзя забывать. Поэтому, если вам необходимо произвести замену электрической сети, не стоит отделываться полумерами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector