Jak vypočítat třífázové napětí

Trojfázové napětí můžete vypočítat pohledem na souvislost mezi síťovým napětím a fázovým napětím. Síťové napětí, neboli V_LL, se rovná √3 krát fázové napětí, V_ph. √3 je přibližně 1,732. Vychází z toho, jak jsou tyto tři proudy od sebe vzdáleny o 120 stupňů. Tento úhel mění chování celého systému.

Co je to třífázové napětí?

Trojfázové napětí využívá tři střídavé proudy. Každý z nich je posunut o 120 stupňů. To znamená, že výkon se pohybuje v ustáleném rytmu, místo aby stoupal a klesal jako u jednofázových systémů. U jednofázového napětí získáte pouze jeden proud. A ten se ve srovnání s ním může zdát méně stabilní.

Třífázové systémy vám poskytují skutečné výhody. Zatížení se rozloží mezi fáze, což může udržet vaše zařízení v bezpečí. Získáte také plynulejší výkon, protože systém se mezi cykly “nezastavuje”. Další věcí, které si všimnete, je lepší účinnost, zejména při provozu dlouhých vedení.

Síťové napětí vs. fázové napětí

V třífázových elektrických výpočtech jsou důležitá dvě měření:

• Síťové napětí (V_LL) je napětí mezi dvěma fázemi. Pokud měříte mezi libovolnými dvěma vodiči, získáte tuto hodnotu. Potřebujete ji k určení, jaké zařízení zvládne.
• Fázové napětí (V_ph) je napětí mezi jednou fází a nulovým vodičem. Nazývá se také napětí mezi fází a nulovým vodičem. Pokud tuto hodnotu znáte, můžete zkontrolovat úrovně napětí u jednotlivých zátěží.

V vyváženém systému je síťové napětí vždy 1,732krát fázové napětí. To vyplývá ze 120stupňové vzdálenosti mezi fázemi.

Vzorec pro výpočet třífázového výkonu

Vzorec pro výpočet třífázového napětí vám dá celkový výkon:

P_celkem = √3 × V_LL × I_L × cos(θ)

Zde je význam jednotlivých částí:

• P_total je celkový výkon ve wattech nebo kilowattech
• V_LL je napětí mezi vodiči
• I_L je síťový proud
• cos(θ) je účiník

Pokud máte pouze odporovou zátěž, účiník je 1. To znamená, že vzorec se stává P = V × I × √3. Řekněme, že máte obvod o napětí 120 voltů s 20 ampéry na fázi. Vypočítáte 120 V × 20 A × 1,732 = 4 157 wattů.

Jak vypočítat síťové napětí

Síťové napětí můžete vypočítat, pokud znáte fázové napětí:

V_LL = √3 × V_ph

To ukazuje, že síťové napětí je 1,732krát vyšší než fázové napětí. √3 vychází z geometrického sčítání tří fází. Řekněme, že vaše fázové napětí je 277 voltů. Vynásobte 277 V × 1,732 získat přibližně 480 voltů síťové napětí. To je běžné v komerčních budovách.

Jak vypočítat fázové napětí

Pokud znáte síťové napětí, můžete zjistit fázové napětí:

V_ph = V_LL / √3

Řekněme, že máte mezi vodiči 480 voltů. Vydělte 480 voltů číslem 1,732. Dostanete přibližně 277 voltů. Toto je napětí mezi jakoukoli fází a nulovým vodičem.

Náš článek s názvem Co je třífázový regulátor napětí a jak funguje vysvětluje, jak tato zařízení udržují stabilní napětí. Regulátory napětí automaticky upravují svůj výstup při změně vstupního napětí a chrání tak vaše zařízení před poškozením způsobeným napětím.

Typy výpočtu třífázového střídavého proudu

Výpočet třífázového střídavého výkonu zahrnuje několik typů výkonu:

1. Celkový výkon (P_total) je celkový výkon v systému. Kombinuje činný výkon a jalový výkon. Použití P_celkem = √3 × V_LL × I_L × cos(θ) to vypočítat.
2. Zdánlivý výkon (S) sečte činný a jalový výkon jako vektory. Vypočítejte to jako S = √3 × V_LL × I_L. Měří se ve voltampérech (VA) nebo kilovoltampérech (kVA). Ukazuje celkovou kapacitu systému.
3. Činný výkon (P) je skutečný výkon, který vykonává užitečnou práci. Motory a ohřívače tento výkon využívají. Vypočítejte jej jako P = S × cos(θ). Měří se ve wattech (W) nebo kilowattech (kW).
4. Reaktivní výkon (Q) nevykonává přímo užitečnou práci. Udržuje úrovně napětí a magnetická pole v motorech. Vypočítejte to jako Q = S × sin(θ). Měří se ve voltampérech reaktivního proudu (VAr).

Použití kalkulačky třífázového výkonu

Kalkulačka třífázového výkonu urychluje výpočty. Zadáte síťové napětí, síťový proud a účiník. Kalkulačka vám automaticky poskytne všechny hodnoty výkonu.

Zde je příklad s 480 volty, 50 ampéry a fázovým úhlem 30 stupňů:

• Celkový výkon: √3 × 480 V × 50 A × cos(30°) ≈ 41 575 wattů
• Zdánlivý výkon: √3 × 480 V × 50 A ≈ 41 575 VA
• Aktivní výkon: 41 575 VA × cos(30°) ≈ 35 991 wattů
• Relativní výkon: 41 575 VA × sin(30°) ≈ 20 787 VAr

Tyto výpočty jsou nezbytné pro návrh a optimalizaci systémů distribuce energie. Funkce třífázových regulátorů napětí To se stane jasným, když uvidíte, jak změny napětí ovlivňují tyto výpočty výkonu.

Výpočet vyrovnávání zátěže

Vyvažování zátěže rovnoměrně rozděluje energii mezi fáze. Tím se snižují ztráty a chrání zařízení. Postup je následující:

Krok 1: Změřte zatížení každé fáze Změřte fázi A (P_A), fázi B (P_B) a fázi C (P_C). Použijte kilowatty nebo kilovoltampéry.

Krok 2: Nalezení celkového součtu a průměru Přidejte všechny tři: Celkem P = P_A + P_B + P_C. Pak vydělte 3, abyste získali průměr: P_průměr = P_celkem / 3.

Krok 3: Najděte každou nerovnováhu Odečtěte průměr od každé fáze:

• Nevyváženost_A = P_A – P_avg
• Nevyváženost_B = P_B – P_avg
• Nevyváženost_C = P_C – P_avg

Krok 4: Výpočet procentuální nerovnováhy Pro každou fázi: Procentní nevyváženost = |Nevyváženost| / P_průměr × 100%

Pokud vaše nevyváženost přesáhne 5-10%, přerozdělte zátěž. Vysoká nevyváženost způsobuje ztráty, teplo a poškození zařízení. Různé typy regulátorů mohou pomoci zvládat nevyvážené systémy, i když správné rozložení zátěže funguje nejlépe.

Příklad výpočtu třífázového napětí

Použijme reálná čísla. Řekněme, že fáze A má 30 kW, fáze B má 45 kW a fáze C má 25 kW.

• Celkové zatížení: P_total = 30 + 45 + 25 = 100 kW
• Průměrné zatížení: P_průměr = 100 / 3 ≈ 33,33 kW

Nerovnováhy:

• Issymetrie_A = 30 – 33,33 = -3,33 kW
• Nerovnováha_B = 45 – 33,33 = 11,67 kW
• Nerovnováha_C = 25 – 33,33 = -8,33 kW

Procentní nerovnováhy:

• Fáze A: |-3,33| / 33,33 × 100% ≈ 10%
• Fáze B: |11,67| / 33,33 × 100% ≈ 35%
• Fáze C: |-8,33| / 33,33 × 100% ≈ 25%

Tento systém vykazuje značnou nerovnováhu, zejména ve fázi B. Bylo by nutné přerozdělit část zátěže z fáze B do ostatních fází. Výhody třífázového napájení zahrnují efektivitu a spolehlivost, ale pouze tehdy, když systém zůstane vyvážený.

Časté chyby při výpočtu třífázového napětí

Lidé si často pletou síťové napětí s fázovým napětím. Síťové napětí se měří mezi dvěma vodiči. Fázové napětí se měří mezi jedním vodičem a nulovým vodičem. V vyvážených systémech se síťové napětí vždy rovná √3 krát fázové napětí.

Další chybou je vynechání účiníku. Pokud zapomenete na cos(θ), dostanete špatnou hodnotu činného výkonu. Vždy ji započítávejte do svých výpočtů.

Vždy si zkontrolujte jednotky. Napětí by mělo být ve voltech. Proud by měl být v ampérech. Výkon by měl být ve wattech nebo kilowattech. Pokud smícháte jednotky, vaše odpověď bude nesprávná. Také se ujistěte, že používáte správný vzorec pro vyvážené nebo nevyvážené systémy.

Zařízení pro regulaci napětí

Udržování stabilního třífázového napětí vyžaduje správné zařízení pro regulaci napětí. MINGCH Řada TNS Třífázové automatické regulátory střídavého napětí poskytují stabilní výstup 380 V s účinností nad 951 TP5T. Tyto jednotky zvládají výkon od 15 kVA do 600 kVA, takže pokrývají širokou škálu průmyslových aplikací.

Volba mezi 3fázový automatický regulátor napětí vs. manuální To závisí na požadavcích vaší aplikace. Automatické regulátory plynule upravují výstupní napětí bez zásahu obsluhy. Tím se udržuje stabilní napětí i při změnách vstupního napětí nebo zátěže.

MINGCH vyrábí automatický regulátor napětí jednotky vyráběné přímo ve firmě, což umožňuje lepší kontrolu kvality a rychlejší přizpůsobení. Jejich jednotky pracují při okolních teplotách od -10 °C do +40 °C, takže dobře fungují v náročném průmyslovém prostředí.

VYSOCE PŘESNÝ TŘÍFÁZOVÝ REGULÁTOR

Vysoce přesný třífázový automatický regulátor střídavého napětí TNS-30kVA

• Automatické řízení servomotoru
• Stabilní napětí pro průmyslové použití

Zobrazit podrobnosti o produktu

Závěr

Nyní víte, jak vypočítat třífázové napětí. Můžete správně dimenzovat zařízení a udržovat systémy vyvážené. Začněte měřením úrovní napětí. Vypočítejte, jak se zátěž rozkládá mezi fázemi. Pokud zjistíte nerovnováhu nebo nestabilní napětí, přidejte automatickou regulaci.

Společnost MINGCH nabízí zakázková třífázová řešení s vestavěným monitorováním. Mají více než 30 let zkušeností. Pomohou vám vybrat správné zařízení pro vaši aplikaci.