전력, 전류 및 전압 계산 방법 : 국내 조건 계산 원리 및 예

아파트, 개인 주택 및 기타 전기가 공급되는 물체의 소유자는 허용 전류 강도 및 알려진 전압을 기반으로 전력을 계산하거나 역 문제를 해결하는 것이 그리 간단하지 않기 때문에 기본 전기량의 값을 결정하는 문제에 자주 직면합니다. .

가정용 네트워크 및 장치의 특성을 고려하지 않고 잘 알려진 옴의 법칙을 직접 적용하면 잘못된 결과가 발생할 수 있습니다.

이 자료에서 우리는 전력이 무엇인지 이해하고 이 지표를 계산하는 방법을 알려줄 것입니다.

수량의 기본 개념

전기 계산은 전류(I, Ampere), 전압(U, Volt), 전력 값(P, Watt) 및 저항(R, Ohm) 간의 잘 알려진 관계를 기반으로 합니다. 실제 계산에는 일반적으로 처음 세 값에 대한 지식이 필요합니다.

나열된 값의 수치 표현만으로는 충분하지 않음을 경고합니다. 전력 소비 모드를 나타내는 추가 특성이 필요합니다.

전류 강도

도체의 충분한 단면적 계산과 전기 네트워크의 특정 분기에 대한 회로 차단기 정격은 이 섹션에 대해 가능한 최대 전류 강도 값에 따라 수행됩니다. 이는 배선에 화재가 발생하여 종종 화재가 발생하는 것을 방지하는 데 필요합니다.

노동자 기계 매개변수 RCD는 규제 요구 사항에 따라 선택됩니다.가능한 최대 전류 강도에 따라 코어의 허용 단면적을 결정하려면 제품 제조업체가 제공한 표를 사용해야 합니다. 케이블은 GOST가 아닌 사양에 따라 생산되는 경우가 가장 많기 때문입니다.

동일한 표시가 있는 GOST(왼쪽) 및 TU(오른쪽)에 따라 생산된 케이블은 시각적으로나 기본 특성이 모두 다릅니다.

전류의 세기는 장치가 소비하는 전력과 네트워크 전압을 기준으로 계산할 수 있으므로 이 두 지표의 값을 올바르게 결정해야 합니다.

가정용 전압

많은 아파트 소유자는 가정용 표준 위상 전압이 약 220V라고 생각합니다. 대부분의 경우 이는 사실입니다. 하지만 GOST 29322-2014 2015년 10월 1일부터 러시아 연방에서는 EEC 국가와 호환되는 230V 시스템으로 전환할 예정이었습니다.

표준에서 5%의 편차는 어떤 기간에도 허용되며, 1시간을 초과하지 않는 기간에는 10%의 편차가 허용됩니다. 따라서 이전 규칙에 따르면 전압 값은 198 ~ 242V 범위에서, 현재 GOST에 따르면 207 ~ 253V 범위에서 변동될 수 있습니다.

오랫동안 네트워크의 전압이 표준 전압보다 현저히 낮은 경우도 있습니다. 이러한 상황은 지점에 연결된 전기 제품의 총 전력이 계획보다 훨씬 높을 때 발생하며 대부분의 전기 제품이 켜져 있을 때 "네트워크 중단"이 발생합니다.

이 문제는 전기 공급을 담당하는 조직의 책임 영역에서 발생하며 배전 변압기의 과부하, 변전소의 성능 저하 또는 전선 단면적 부족과 관련이 있습니다.

입력 전압이 감소하면 전류 매개변수가 변경되고 보호 기능이 트립될 수 있을 뿐만 아니라 비동기 전기 모터 또는 복잡한 전자 장치가 포함된 전기 제품의 급속한 고장이 발생합니다.

의미를 알아보려면 실제 전압 전압계를 사용하여 주기적으로 측정해야 합니다. 지표가 크게 변동하는 경우 다음을 사용해야 합니다. 안정제 또는 전기 저장 기능을 갖춘 더 비싼 변환기.

전기 제품의 힘 개념의 뉘앙스

전기를 소비하는 모든 장치에는 전력과 같은 매개 변수가 있습니다. 이 표시기가 높을수록 장치가 회로에서 더 많은 에너지를 소비합니다.

권력에는 세 가지 유형이 있습니다.

• 활동적인 (피). 전기 에너지를 전자기 또는 열과 같은 다른 형태로 변환하는 속도를 특성화합니다. 되돌릴 수 없는 전기 비용, 즉 장치 작동 비용을 계산할 때 이를 고려해야 합니다. 측정 단위 - W.
• 반응성(큐). 소스(변압기)에서 소비자의 반응 요소(커패시터, 모터 권선)로 전달되지만 거의 즉시 소스로 돌아오는 에너지를 특성화합니다. 측정 단위는 W 또는 var입니다(해석은 반응성 볼트-암페어).
• 가득한 (에스). 소비자가 회로 요소에 부과하는 부하를 특성화합니다. 케이블의 단면적을 계산하고 기계의 정격을 선택할 때 사용됩니다. 즉, 전류 강도는 회로에 연결된 모든 전기 제품의 최대 전력을 기준으로 계산됩니다. 측정 단위는 W 또는 V*A(V*A – 볼트 암페어)입니다.

이러한 모든 매개변수는 전압 벡터와 전류 사이에서 발생하는 위상각을 통해 다시 계산할 수 있습니다(에프):

피 = 에스 *코사인(에프);

큐 = 에스 *죄(에프);

에스² = 피² + 큐².

총 전력이 유효 전력을 크게 초과할 수 있는 가정용 장치에는 냉장고, 세탁기, 형광등 및 일부 에너지 절약 램프, 전력 전자 장치가 포함됩니다.

모터에서는 일반적으로 유효 전력과 계수가 표시됩니다. 이 경우 총 전력은 다음과 같이 계산됩니다. S = P / cos(f) = 750 / 0.78 = 962 W

피크 또는 시작 전력과 같은 것도 있습니다. 사실 엔진을 가속하려면 회전을 유지하는 것보다 훨씬 더 많은 노력이 필요합니다. 따라서 냉장고나 세탁기 등의 가전제품을 켜면 회로의 한 구간에 단기적인 부하 서지가 발생하게 됩니다.

시동 전류는 작동 전류보다 몇 배 더 높을 수 있습니다. 필요량을 계산할 때 케이블 섹션 기계의 공칭 값을 선택할 때 이를 고려해야 합니다.

이렇게 하려면 시동 전력과 작동 전력의 차이가 가장 큰 장치를 결정하고 이를 총 값에 추가해야 합니다. 다른 소비자에 대한 모터의 동시 활성화 가능성은 사실상 0이므로 다른 장치의 시동 전류는 무시할 수 있습니다.

선형 및 위상 관계

요즘에는 가정용 물건을 3상 전기 네트워크에 연결하는 관행이 널리 보급되었습니다.

이는 다음과 같은 이유로 정당화됩니다.

• 상당한 에너지 소비. 이 경우 고전력 단상 네트워크를 연결하는 것은 케이블 단면적이 크고 변압기의 재료 소비가 높기 때문에 매우 비합리적입니다.
• 3상에서 작동하는 장치의 가용성. 이러한 장치를 단상 회로에 연결하기 위한 회로의 구현은 그리 간단하지 않으며 예를 들어 비동기 모터를 시작할 때 발생하는 간섭으로 가득 차 있습니다.

3상 장치를 연결하는 방법에는 "별형"과 "삼각형"의 두 가지가 있습니다.

3상 전력 전송의 개략도. 이 물체와의 기하학적 유사성으로 인해 "별"과 "삼각형"이라는 이름을 얻었습니다.

스타형 회로에서는 선형 전류와 위상 전류가 동일하며 선형 전압은 위상 전압보다 1.73배 더 큽니다.

나_엘 = 나_에프;

유_엘 = 1.73 * 유_에프.

이 공식은 주파수 50Hz: 220/380V(새로운 GOST: 230/400V에 따름)의 가정용 및 저전압 산업용 네트워크에 대해 알려진 전압 비율을 설명합니다.

반대로 삼각형 연결에서는 전압이 동일하고 선형 전류가 위상 전류보다 큽니다.

나_엘 = 1.73 * 나_에프;

유_엘 = 유_에프.

이 공식은 대칭 위상 부하에만 사용할 수 있습니다. 케이블 간 전류 소비가 다른 경우(불균형 수신기) 벡터 대수학 규칙을 사용하여 계산이 수행되고 결과 균등화 전류가 중성선에 의해 보상됩니다. 그러나 가전제품이 연결된 네트워크의 경우 이러한 경우는 드뭅니다.

기본 수량 간의 관계

일반 소비자가 직면하는 가장 일반적인 작업은 실제 전류 강도를 계산하는 것입니다. 그렇다면 알려진 전압 및 전력 값을 기반으로 전류량을 올바르게 계산하는 방법은 무엇입니까? 이 회로에 전원을 공급할 장치에 대한 기술 정보를 가지고 코어의 단면적 값과 기계 등급을 정당화하여 문제를 해결해야 합니다.

전류를 계산한 후 허용 단면적이 가장 작은 케이블을 선택하는 경우가 많습니다. 그러나 이것이 항상 올바른 것은 아닙니다. 이러한 솔루션은 네트워크에 새로운 전기 제품을 추가해야 할 때 상당한 제한을 초래하기 때문입니다.

때로는 역 계산을 수행하고 기존 배선에 의해 제한되는 알려진 전압 및 최대 허용 전류에서 장치에 연결할 수 있는 총 전력을 결정해야 합니다.

간단한 공식을 사용하여 단상 회로의 두 가지 문제를 해결할 수 있습니다.

나 = 에스 / 유;

에스 = 유 * 나,

어디 에스 – 모든 전기 소비자의 총 총 전력.

옴의 법칙을 반영하고 전력, 전류, 전압 및 저항의 의존성을 표현하는 파이 차트는 단상 회로의 매개변수를 계산하는 데 적합합니다.

3상 회로의 알려진 또는 계산된 전력 및 전압 값을 사용하여 전류를 계산하는 문제를 해결하려면 각 상에 부과되는 총 부하를 알아야 합니다.

케이블 코어의 필요한 단면적과 기계의 최소 허용 정격은 다음 사항을 고려하여 가장 바쁜 회선에 따라 선택됩니다.

에스 = 3 * 최대{에스₁, 에스₂, 에스₃}.

나 = 에스 / (유 * 1.73).

각 상의 허용 전력은 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.

에스_1,2,3 나 * 유 / 1.73,

어디 나 – 기존 배선에 대한 최대 허용 전류.

주제에 대한 결론 및 유용한 비디오

케이블 단면적 선택을 위한 전력별 전류 강도 계산: