Меню

Как определить потребляемую мощность по показаниям счетчика

Как рассчитать потребляемую мощность

Для выбора сечения питающих кабелей и проводов при прокладке электрических сетей потребителей нужно знать, приборы какой мощности будут в них включены. Как рассчитать потребляемую мощность того или иного электрического прибора, можно узнать, разобравшись в самом понятии мощности. Для этого хватит информации из школьной программы и элементарных понятий о токе, напряжении, сопротивлении. К тому же эти знания нужны при приобретении бытовых электроприборов.

Полная мощность и ее составляющие

Электрическая мощность – это величина, отвечающая за скорость изменения или передачи электроэнергии. Полная мощность обозначается буквой S и находится как произведение действующих значений тока и напряжения. Её единица измерения – вольт-ампер (В·А; V·A).

Полная мощность может складываться из двух составляющих: активной (P) и реактивной (Q).

Активная мощность измеряется в ваттах (Вт; W), реактивная – в варах (Вар).

Это зависит от того, какой тип нагрузки включён в цепь потребления электроэнергии.

Активная нагрузка

Такой тип нагрузки представляет собой элемент, оказывающий сопротивление электрическому току. В результате чего ток выполняет работу по нагреву нагрузки, и электричество превращается в тепло. Если к батарейке последовательно подключить резистор на любое сопротивление, то ток, проходящий по замкнутой цепи, будет нагревать его до тех пор, пока батарейка не разрядится.

Внимание! В качестве активной нагрузки в сетях переменного тока можно привести пример теплового электронагревателя (ТЭНа). Тепловыделение на нём – результат работы электричества.

К подобным потребителям также относятся спирали лампочек, электроплиты, духовки, утюг, кипятильник.

Емкостная нагрузка

В качестве такой нагрузки выступают аппараты, которые могут аккумулировать энергию в электрополях и создавать движение (колебание) мощности от источника к нагрузке и обратно. Ёмкостной нагрузкой служат конденсаторы, кабельные линии (ёмкость между жилами), последовательно и параллельно соединённые в контур конденсаторы и катушки индуктивности. Усилители звуковой мощности, синхронные электрические двигатели в перевозбуждённом режиме тоже нагружают линии ёмкостной составляющей.

Индуктивная нагрузка

Когда потребителем электричества является определённое оборудование, включающее в свой состав:

  • трансформаторы;
  • трёхфазные асинхронные двигатели, насосы.

На табличках, прикреплённых к оборудованию, можно увидеть такую характеристику, как cos ϕ. Это коэффициент сдвига фаз между током и напряжением в сети переменного тока, в которую будет включено оборудование. Его ещё называют коэффициентом мощности, чем ближе cos ϕ к единице, тем лучше.

Важно! Когда в устройстве содержатся индуктивные или ёмкостные компоненты: трансформаторы, дроссели, обмотки, конденсаторы, синусоидальный ток отстаёт по фазе от напряжения на некоторый угол. В идеале ёмкость обеспечивает сдвиг фазы на -900, а индуктивность – на + 900.

Ёмкостная и индуктивная составляющие в сумме образуют реактивную мощность. Тогда формула полной мощности имеет вид:

где:

  • S – полная мощность (ВА);
  • P – активная часть (Вт);
  • Q – реактивная часть (Вар).

Если отобразить это графически, тогда можно увидеть, что векторное сложение P и Q будет полной величиной S – гипотенузой треугольника мощности.

Негативное воздействие реактивной нагрузки

Реактивная нагрузка не выполняет никакой полезной работы. Колебания реактивной составляющей от источника к потребителю только вызывают паразитные потери. Кроме того, промышленные предприятия обязаны платить за отпущенную им реактивную энергию. Это вызвано тем, что в большинстве своём приёмники энергии – электродвигатели и трансформаторы. Количество потреблённого электричества (кВт⋅ч) не всё идёт на полезную работу, а оплачивать нужно и её реактивную составляющую.

Решить эту проблему помогут конденсаторные компенсационные установки. Ведь если включить параллельно индуктивной нагрузке ёмкостную, то можно свести действие паразитных токов к минимуму. На подстанциях, питающих потребителей, устанавливаются такие установки.

Параметры для вычислений

Расчеты потребляемой мощности невозможно произвести, не зная следующих параметров:

  • силы тока, потребляемого нагрузкой – I (А);
  • напряжения питания, выдаваемого источником – U (В).

Если речь идёт не только об активной мощности, то нужно знать величину cos ϕ. Ее указывают на табличке, прикреплённой к прибору. В некоторых случаях необходимо знать и сопротивление нагрузки.

Формула для вычислений

Все данные, необходимые для подставления в формулу при вычислениях, можно либо измерить, либо взять из характеристик используемых приборов.

К сведению. Если в паспортных данных указана величина cos ϕ, значит, получаемое устройством электричество будет иметь реактивную составляющую. Это тоже нужно учитывать при вычислениях.

Формула для вычисления имеет вид:

где:

  • I – ток в амперах;
  • U – напряжение в вольтах;
  • cos ϕ – сдвиг фаз.
Читайте также:  Законна ли поверка счетчиков за деньги

В случае активной нагрузки сдвиг фаз в формулу не подставляется, и она имеет вид:

Особенности вычисления

Чтобы вычислить мощность, не обладая полными данными о потребляемом токе и напряжении, можно воспользоваться средними характеристиками. Обратившись к справочникам, можно узнать, что осветительное оборудование может потреблять ток до 15 А. Максимальный ток мощных приборов доходит до 50-60 А. Коэффициент мощности, если он не указан или не известен, можно брать 0,7 – это среднее значение.

Однофазное напряжение в бытовой сети – 220 В. Его линейное значение в трёхфазных сетях равно 380 В.

Математические действия

Основная формула позволяет вычислять неизвестную величину, когда известны две других. К примеру, если известен потребляемый прибором ток I = 2 А и напряжение сети U = 220 В, то потребляемая мощность равна Р = 2*220 = 440 Вт.

К примеру, известно, что утюг потребляет 2 кВт, а напряжение в розетке – 220 В, то можно найти силу тока, на которую рассчитано сечение жил питающего шнура.

I = P/U = 2000/220 = 9,1 А.

В случае дольных величин при использовании для вычислений калькулятора полученные значения округляют до десятых единиц искомой величины.

Правила расчета потребляемой мощности

В быту, когда возникает необходимость самостоятельно определить мощность потребления электроэнергии, выполняют следующее:

  • определяют напряжение, необходимое для питания прибора;
  • узнают из паспортных данных номинальную силу тока.

Как узнать мощность электроприбора, если вообще не известен ни один параметр? Бытовые электроприборы рассчитаны на напряжение 220 В.

Чтобы определить мощность, допустимо измерить потребляемый ток. Это можно сделать с помощью прибора амперметра. Его включают в цепь последовательно, предварительно выставив самый большой предел измерений – не меньше сотни ампер. Токоизмерительные клещи помогут без особого труда измерить ток, для чего один из проводников обхватывается датчиком клещей, и показания отображаются на дисплее. Зная напряжение, умножают его на измеренный ток, получают величину потребляемой мощности.

Расчет мощности лампочек

Подбор мощности ламп накаливания зависит от желаемой величины освещённости жилого помещения. Одна лампочка мощностью 100 Вт, работая в тёмное время суток не менее 12 часов, потребляет мощность 1,2 кВт. За месяц это составит 36 кВт, за год – не менее 432 кВт. Если лампочек в квартире 10 шт., то суммарное годовое потребление составит 4320 кВт. При цене за 1 кВт электроэнергии – 5 рублей, сумма получается приличная – 21000 рублей. Поэтому замена ламп накаливания на энергосберегающие источники света: светодиодные лампы, светодиодные ленты и им подобные, позволяет экономить средства. Кроме того, снижение мощности таких лампочек не снижает величины светового потока. Пониженное напряжение питания светодиодных лент также понижает величину потребляемой мощности.

Измерение мощности приборами

Для измерения Р можно воспользоваться специальными приборами. Для этого подойдёт мультиметр, к которому можно подключить токоизмерительные клещи. Как измерить мощность мультиметром? Тестер включается на режим измерения переменного напряжения, клещи должны обхватывать только один проводник, подводимый к нагрузке.

Разделение проводников в кабеле не всегда удобно. К тому же после измерений нужно рассчитывать мощность по формуле.

Измеритель мощности

Для измерения можно использовать специальный прибор – ваттметр. Прибор включается в розетку, в его выходное гнездо включают нагрузку, мощность которой нужно измерять. Результаты проводимого измерения выводятся на дисплей уже в киловаттах.

Измерение мощности с помощью электросчетчика

Используя квартирный счётчик электроэнергии, можно также проверить потребляемую мощность отдельного прибора. Для этого необходимо:

  • выключить все потребители энергии, оставив в режиме потребления лишь тестируемый прибор;
  • отметить показания на текущий момент и зафиксировать их значения через час;
  • произвести вычитания последних значений из предыдущих показаний;
  • результат будет измеренной величиной.

Основной недостаток такого блока действий – отключение других необходимых бытовых приборов.

Информация. При использовании этого метода, пользуясь моментом, можно посмотреть, нет ли скрытой утечки тока, и исправность счётчика. При отключении всех приборов электросчётчик должен остановиться.

Потребляемая энергия

Расчёт потребляемой энергии для дома или квартиры не представляет особой сложности. Для этого требуется выполнить следующий алгоритм действий:

  • составить таблицу всех электроприборов, используемых в доме, включая и лампы освещения;
  • в отдельные графы вынести: мощность прибора, часы работы в сутки;
  • для каждого потребителя энергии посчитать (путём умножения мощности на время работы) среднесуточное потребление;
  • просуммировать все полученные величины мощности.

Такой расчёт даст реальную картину потребления электроэнергии. Пользуясь этими данными, можно контролировать расход и корректировать потребляемую суточную мощность каждого прибора.

Читайте также:  Программ для сброса счетчика чернил

Не важно, каким способом рассчитывается или измеряется потребляемая мощность. Главная задача процесса – грамотно подобрать сечение проводников для устройства проводки, подвода питающих кабелей и обеспечить срабатывание автоматической защиты. Кабель, подводящий напряжение в помещение, должен выдерживать одновременное включение всех потребителей, расположенных в нём длительное время. Его выбор напрямую зависит от точности определения мощности потребителей.

Видео

Источник

Как определить потребляемую мощность по показаниям счетчика

Иногда необходимо определить мощность одного или нескольких потребителей электрической энергии. Такие измерения помогут определить, например, максимальную потребляемую мощность в доме или на производстве, чтобы правильно выбрать проводку, защиту и допустимую нагрузку на стабилизатор или преобразователь, можно узнать потребляемую мощность каждого из потребителей, если на время измерений отключить остальных потребителей электрической энергии.

В этих случаях обычно рекомендуется измерить потребляемый ток, и умножив его на напряжение рассчитать потребляемую мощность.

Но, для этого необходимо подключать амперметр, что не всегда удобно и безопасно. Однако, легко можно определить мощность с помощью счётчика электрической энергии.

Счётчик электрической энергии считает не мощность, а работу, точнее, количество израсходованной электрической энергии, которое учитывает внесистемной единицей измерения кВт.ч. Это значит, что потребитель энергии, мощностью в 1 кВт, мог на этой энергии работать один час. Эту мощность будем считать образцовой, с которой будем сравнивать, а значит определять фактически потребляемую мощность.

Если из сети потребляется мощность 1 кВт в течение часа, то за это время счётчик с диском совершает определённое количество оборотов диска, которое указывается на каждом счётчике. Число оборотов, которое делает счётчик при количестве потреблённой энергии в 1 кВт.ч., указывается на каждом счётчике и оно различается у разных типов счётчиков.

Определение мощности счётчиком можно сделать двумя способами. По первому способу нужно назначить количество оборотов и отмерять время, за которое счётчик сделает один или несколько оборотов, а затем сравнивать результат с принятым образцом. Засекать время можно, например, за одну минуту, за пять, десять или сколько угодно. Чем больше время, тем больше будет точность вычислений.

На любом счётчике имеется надпись, за сколько оборотов он насчитает 1 кВт. ч. электрической энергии. У разных типов счётчиков это число может быть разным. Для примера возьмём электрический счётчик, которые сделает 240 оборотов при потреблённой мощности 1 кВт.ч. Такое количество энергии израсходует потребитель мощностью в 1кВт за один час или в секундах за 3600 сек. Посчитаем, за сколько времени такой потребитель сделает один оборот.

3600 с : 240 об. = 15 с.

Если реальная фактическая мощность потребителя будет в n раз больше, то во столько же раз будет больше скорость вращения, а значит меньше время полного оборота диска. При меньшей мощности время необходимое для совершения одного полного оборота будет больше.

Предположим, что диск сделал оборот за 5 с, тогда пишем соотношение мощностей и скорости вращения и подставляем значения.

Расчёт мощности счётчиком по скорости вращения диска:

Тобразцовое : Тфактическое = 15 : 5 = 3 кВт

Значит, в данном случае рассчитанное время одного оборота при мощности в 1 кВт делим на фактическую скорость и получаем значение мощности в кВт. Как вариант этого способа, можно отмерять время не для одного, а для большего числа оборотов, тогда измерения будут точнее.

Однако, у этого способа есть небольшой недостаток. Не всегда есть под рукой секундомер или часы, по которым можно точно отмерять секунды, доли секунд. Тогда расчёт мощности делаем по второму способу. Считаем обороты, которые сделает счётчик за одну или несколько минут. В нашем случае счётчик, который делает 240 оборотов в час (за 60 минут), делает за одну минуту четыре оборота. Для большей точности будем считать обороты, например, за пять минут. За это время при мощности 1 кВт, счётчик за 5 минут должен сделать 20 оборотов. Если за это время счётчик сделал, например, 30 оборотов, то фактическую мощность определяем по другой формуле.

Расчёт мощности счётчика по числу оборотов диска:

Nфактическое : Nобразцовое = 30 : 20 = 1,5 кВт.

Этот способ будет точнее при большей скорости вращения диска счётчика или для точности измерять в течение большего времени.

Электронные счётчики не имеют диска вращения, но у них есть светодиод, который мигает чаще, чем больше потребляемая мощность. У них вместо количества оборотов считаем количество миганий светодиода и определяем мощность по тем же формулам.

Читайте также:  Счетный механизм для электросчетчиков

1″ :pagination=»pagination» :callback=»loadData» :options=»paginationOptions»>

Источник



Как определить потребляемую мощность по показаниям счетчика

Как измерить потребляемую мощность и проверить счётчик

Как измерить потребляемую мощность и проверить счётчик

Знать мощность требуется во многих случаях. Например: Для расчёта требуемых сечений кабеля электропроводки.

Для определения расхода электроэнергии (потребляемая мощность). Остановимся на потребляемой мощности подробней.

Обозначение мощности – английская буква P. Единица измерения – Ватт (W, Вт). 1000 Вт = Киловатт

Единица измерения использованной электроэнергии Киловатт-час. Киловатт-час равен количеству энергии, потребляемой устройством мощностью один киловатт в течение одного часа (мощность, умноженная на время).

Сейчас много бытовой техники. В таблице (опубликована в интернете, со многими данными можно поспорить) приведены ориентировочные данные мощности, количества бытовой техники среднестатистической семьи. Указаны примерное время работы в часах и месячный расход электроэнергии.

ориентировочные данные мощности, количества бытовой техники, время работы в часах и месячный расход электроэнергии.

Конечно данные усреднённые, можно составить подобную таблицу для своей техники. Посчитать по новым данным. Если реальный расход и примерный расчёт на много отличаются, есть повод проверить счётчик.

Как можно измерить мощность в быту? Самый распространённый способ при помощи счётчика электроэнергии.

По современному счётчику электроэнергии можно узнать не только расход электроэнергии. Можно определить ещё несколько видов нужной информации.

Для примера фото шкалы одного современного счётчика:

шкала счётчика

Данный счётчик показывает показания в киловатт*часах по тарифам: 1 – дневной, 2 – ночной, 3 (4) тарифы. В Перми 3 тарифа. В других городах другое количество тарифов (выходные, праздничные дни и тд.) Существуют счётчики учитывающие большее количество тарифов.

Показывает мощность (Р) в Ваттах.

Е – kW*h показания, в случае, если счётчик используется в местности где однотарифный учёт. При многотарифном учёте это является суммой показаний тарифов. Этот показатель мы видим в данный момент на дисплее прибора.

6400 imp/(kW*h) Это передаточный коэффициент — количество импульсов (сколько раз загорается индикатор) в одном Киловатт*часе. Или число оборотов диска (импульсов индикатора) за которое счётчик насчитает один киловатт*час. Для данного счётчика – 6400 импульсов / КВт *час

Не все счётчики измеряют мощность. На всех обязательно указывается:

сколько оборотов сделает диск в одном КВт *час (для электромеханических счётчиков).

Количество импульсов (сколько раз загорается индикатор) в одном Киловатт*час (для электронных счётчиков).

При наличии этих данных и секундомера можно определить мощность.

Есть токоизмерительные клещи? Тогда можно сравнить фактическую мощность и мощность, учитываемую счётчиком. Значит, с точностью достаточной для домашних условий, проверить счётчик.

Измеряем ток

Возникли сомнения в точности счётчика электрической энергии? Уверены в своих силах и имеете навыки работы с приборами? Тогда приступаем к замерам, расчётам и проверке счётчика.

Замеры нужно проводить при включенной активной нагрузке. Например, лампы накаливания (только не энергосберегающие и светодиодные). Можно также включить утюг, бытовой нагреватель или чайник, но они могут нагреться и выключиться в самый не подходящий для нас момент. Реактивная нагрузка (техника с электродвигателями и трансформаторами — холодильник, пылесос, стабилизатор …) внесёт дополнительные погрешности.

Измеряем ток для расчётов

Данные измерений 1,3 А (I = 1.3 Ампера)

Измеряем напряжение для расчётов

Данные измерений 220 В (U = 220 Вольт)

Считаем мощность фактическую: Pф = U*I / 1000 220*1.3 / 1000 = 0.286 КВт (286Вт)

Считаем мощность, учитываемую счётчиком. Воспользуемся следующей формулой:

Pу = (3600*N)/(A*T), = (3600*16) / (6400*30) = 0,3КВт (300 Вт)

где: T – время, за которое произойдёт N импульсов (оборотов), измеряется в секундах;

A – передаточное число счётчика, в нашем случае 6400; N — в нашем случае 16 импульсов за 30 секунд.

Проверим отклонения P = (Pу – Pф) / Pф = (0,3 – 0,286 / 0,286) * 100 = 1.4 %

Результат не должен превышать 10%. Нормальный результат.

Мы конечно не лаборатория. В лаборатории приборы точнее и вовремя поверяются. Наши приборы имеют погрешность, может даже недопустимую. Для «домашнего использования» можно сделать вывод — счётчик нормальный, надо проверять проводку, электроприборы.

Для проверки электроприборов и проводки лучше вызвать специалиста. Причин может быть много. Для определения и устранения основной причины требуется опыт, приборы, знания и умения.

Источник