Меню

Как определить структуру мощности



Формула мощности электрического тока — как правильно рассчитать

Для того, чтобы обеспечить безопасность при эксплуатации промышленных и бытовых электрических приборов, необходимо правильно вычислить сечение питающей проводки и кабеля. Ошибочный выбор сечения жил кабеля может привести из-за короткого замыкания к возгоранию проводки и к возникновению пожара в здании.

Электрическая мощность — Википедия

  1. Что такое мощность (Р) электротока
  2. Что влияет на мощность тока
  3. Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении
  4. По какой формуле вычисляется
  5. Расчет силы тока по мощности и напряжению в сети постоянного тока
  6. Однофазные нагрузки
  7. Расчет в трехфазной сети
  8. Средняя P в активной нагрузке
  9. Подбор номинала автоматического выключателя
  10. Видео о законах электротехники

Что такое мощность (Р) электротока

Электрическая мощность является физической величиной, характеризующей скорость преобразования или передачи электрической энергии. Единицей измерения по Международной системе единиц (СИ) является ватт, в нашей стране обозначается Вт, международное обозначение — W.

Что влияет на мощность тока

На мощность (Р) влияет величина силы тока и величина приложенного напряжения. Расчет параметров электроэнергии выполняется еще на стадии проектирования электрических сетей объекта. Полученные данные позволяют правильно выбрать питающий кабель, к которому будут подключаться потребители. Для расчетов силы электротока используется значения напряжения сети и полной нагрузки электрических приборов. В соответствии с величиной силы электротока выбирается сечение жил кабелей и проводов.

Отличия мощности при постоянном и переменном напряжении

Ведем обозначения электрических величин, которые приняты в нашей стране:

  • Р − активная мощность, измеряется в ваттах, обозначается Вт;
  • Q − реактивная мощность, измеряется в вольт амперах реактивных, обозначается ВАр;
  • S − полная мощность, измеряется в вольт амперах, обозначается ВА;
  • U − напряжение, измеряется в вольтах, обозначается ВА;
  • I − ток, измеряется в амперах, обозначается А;
  • R − сопротивление, измеряется в омах, обозначается Ом.

Назовем основные отличия P на постоянном и Q на переменном электротоке. Расчет P на постоянном электротоке получается наиболее простым. Для участков электрической цепи справедлив закон Ома. В этом законе задействованы только величина приложенного U (напряжения) и величина сопротивления R.

Расчет S (полной мощности) на переменном электротоке производится несколько сложнее. Кроме P, имеется Q и вводится понятие коэффициента мощности. Алгебраически складывая активную P и реактивную Q, получают общую S.

потребляемой

По какой формуле вычисляется

Расчет силы тока по мощности и напряжению в сети постоянного тока

Для расчета силы I (тока), надо величину U (напряжения) разделить на величину сопротивления.

Расчет силы тока по мощности и напряжению:

Измеряется в амперах.

Для такого случая электрическую Р (активную мощность) можно посчитать как произведение силы электрического I на величину U.

Формула расчета мощности по току и напряжению:

Все компоненты в этих двух формулах характерны для постоянного электротока и их называют активными.

Исходя из этих двух формул, можно вывести также еще две формулы, по которым можно узнавать P:

формула расчета мощности по току и напряжению

Однофазные нагрузки

В однофазных сетях переменного электротока требуется произвести вычисление отдельно для Р и Q нагрузки, затем надо при помощи векторного исчисления их сложить.

В скалярном виде это будет выглядеть так:

В результате расчет P, Q, S имеет вид прямоугольного треугольника. Два катета этого треугольника представляют собой P и Q составляющие, а гипотенуза — их алгебраическую сумму.

S измеряется в вольт-амперах (ВА), Q измеряется в вольт-амперах-реактивных (ВАр), Р измеряется в ваттах (Вт).

Зная величины катетов для треугольников, можно рассчитать коэффициент мощности (cos φ). Как это сделать, показано на изображении треугольника.

Как найти мощность в цепи переменного тока » Школа для электрика .

Расчет в трехфазной сети

Переменный I (ток) отличается от постоянного по всем параметрам, особенно наличием нескольких фаз. Расчет P в трехфазной нагрузке необходим для правильного определения характеристик подключаемой нагрузки. Трехфазные сети широко применяются в связи с удобством эксплуатации и малыми материальными затратами.

Трехфазные цепи могут соединяться двумя способами – звездой и треугольником. На всех схемах фазы обозначают символами А, В, С. Нейтральный провод обозначают символом N.

При соединении звездой различают два вида U (напряжения) – фазное и линейное. Фазное U определяется как U между фазой и нейтральным проводом. Линейное U определяется как U между двумя фазами.

Эти два U связаны между собой соотношением:

Линейные и фазные электротоки при соединении звездой равны друг другу: IЛ = IФ

Форма расчета S при соединении звездой:

S = SA + SB + SC = 3 × U × I

Р = 3 × Uф × Iф × cosφ

Q = √3 × Uф × Iф × sinφ.

При соединении треугольником фазное и линейное U равны друг другу: UЛ = UФ

Линейный I при соединении треугольником определяется по формуле:

Формулы мощности электрического тока при соединении треугольником:

  • S = 3 × Sф = √3 × Uф × Iф;
  • Р = √3 × Uф × Iф × cosφ;
  • Q = √3 × Uф × Iф × sinφ.

расчет силы тока по мощности и напряжению

Средняя P в активной нагрузке

В электрических сетях P измеряют при помощи специального прибора – ваттметра. Схемы подключения находятся в зависимости от способа подключения нагрузки.

При симметричной нагрузке P измеряется в одной фазе, а полученный результат умножают на три. В случае несимметричной нагрузки для измерения потребуется три прибора.

Параметры P электросети или установки являются важными данными электрического прибора. Данные по потреблению P активного типа передаются за определенный период времени, то есть передается средняя потребляемая P за расчетный период времени.

Измерители мощности и энергии тока | БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Подбор номинала автоматического выключателя

Автоматические выключатели защищают электрические аппараты от токов короткого замыкания и перегрузок.

При аварийном режиме они обесточивают защищаемую цепь при помощи теплового или электромагнитного механизма расцепления.

Тепловой расцепитель состоит из биметаллической пластины с различными коэффициентами теплового расширения. Если номинальный ток превышен, пластина изгибается и приводит в действие механизм расцепления.

У электромагнитного расцепителя имеется соленоид с подвижным сердечником. При превышении заданного I, в катушке увеличивается электромагнитное поле, сердечник втягивается в катушку соленоида, в результате чего срабатывает механизм расцепления.

Минимальный I, при котором тепловой расцепитель должен сработать, устанавливается с помощью регулировочного винта.

Ток срабатывания у электромагнитного расцепителя при коротком замыкании равен произведению установленного срабатывания на номинальный электроток расцепителя.

Подбор автомата по мощности

Видео о законах электротехники

Из следующего видео можно узнать, что такое электричество, мощность электрического тока. Даны примеры практического применения законов электротехники.

Источник

Как рассчитать мощность электрического тока?

Большинство бытовых приборов, подключаемых к сети, характеризуются таким параметром, как электрическая мощность устройства. С физической точки зрения мощность представляет собой количественное выражение совершаемой работы. Поэтому для оценки эффективности того или иного устройства вам необходимо знать нагрузку, которую он будет создавать в цепи. Далее мы рассмотрим особенности самого понятия и как найти мощность тока, обладая различными характеристиками самого устройства и электрической сети.

Читайте также:  Как проверить потребляемую мощность тестером

Понятие электрической мощности и способы ее расчета

С электротехнической точки зрения она представляет собой количественное выражение взаимодействия энергии с материалом проводников и элементами при протекании тока в электрической цепи. Из-за наличия электрического сопротивления во всех деталях, задействованных в проведения электротока, направленное движение заряженных частиц встречает препятствие на пути следования. Это и обуславливает столкновение носителей заряда, электроэнергия переходит в другие виды и выделяется в виде излучения, тепла или механической энергии в окружающее пространство. Преобразование одного вида в другой и есть потребляемая мощность прибора или участка электрической цепи.

В зависимости от параметров источника тока и напряжения мощность также имеет отличительные характеристики. В электротехнике обозначается S, P и Q, единица измерения согласно международной системы СИ – ватты. Вычислить мощность можно через различные параметры приборов и электрических приборов. Рассмотрим каждый из них более детально.

Через напряжение и ток

Наиболее актуальный способ, чтобы рассчитать мощность в цепях постоянного тока – это использование данных о силе тока и приложенного напряжения. Для этого вам необходимо использовать формулу расчета: P = U*I

  • P – активная мощность;
  • U – напряжение приложенное к участку цепи;
  • I — сила тока, протекающего через соответствующий участок.

Этот вариант подходит только для активной нагрузки, где постоянный ток не обеспечивает взаимодействия с реактивной составляющей цепи. Чтобы найти мощность вам нужно выполнить произведение силы тока на напряжение. Обе величины должны находиться в одних единицах измерения – Вольты и Амперы, тогда результат также получится в Ваттах. Можно использовать и другие способы кВ, кА, мВ, мА, мкВ, мкА и т.д., но и параметр мощности пропорционально изменит свой десятичный показатель.

Через напряжение и сопротивление

Для большинства электрических устройств известен такой параметр, как внутреннее сопротивление, которое принимается за константу на весь период их эксплуатации. Так как бытовые или промышленные единицы подключаются к источнику с известным номиналом напряжения, определять мощность достаточно просто. Активная мощность находится из предыдущего соотношения и закона Ома, согласно которого ток на участке прямо пропорционален величине приложенного напряжения и имеет обратную пропорциональность к сопротивлению:

I = U/R

Если выражение для вычисления токовой нагрузки подставить в предыдущую формулу, то получится такое выражение для определения мощности:

P = U*(U/R)=U 2 /R

  • P – величина нагрузки;
  • U – приложенная разность потенциалов;
  • R – сопротивление нагрузки.

Через ток и сопротивление

Бывает ситуация, когда разность потенциалов, приложенная к электрическому прибору, неизвестна или требует трудоемких вычислений, что не всегда удобно. Особенно актуален данный вопрос, если несколько устройств подключены последовательно и вам неизвестно, каким образом потребляемая электроэнергия распределяется между ними. Подход в определении здесь ничем не отличается от предыдущего способа, за основу берется базовое утверждение, что электрическая нагрузка рассчитывается как P = U×I, с той разницей, что напряжение нам не известно.

Поэтому ее мы также выведем из закона Ома, согласно которого нам известно, что падение напряжения на каком-либо отрезке линии или электроустановки прямо пропорционально току, протекающему по этому участку и сопротивлению отрезка цепи:

U=I*R

после того как выражение подставить в формулу мощности, получим:

P = (I*R)*I =I 2 *R

Как видите, мощность будет равна квадрату силы тока умноженной на сопротивление.

Полная мощность в цепи переменного тока

Сети переменного тока кардинально отличаются от постоянного тем, что изменение электрических величин, приводит к появлению не только активной, но и реактивной составляющей. В итоге суммарная мощность будет также состоять активной и реактивной энергии:

Суммарная мощность

  • S – полная мощность
  • P – активная составляющая – возникает при взаимодействии электротока с активным сопротивлением;
  • Q – реактивная составляющая – возникает при взаимодействии электротока с реактивным сопротивлением.

Также составляющие вычисляются через тригонометрические функции, так:

P = U*I*cosφ

Q = U*I*sinφ

что активно используется в расчете электрических машин.

Треугольник мощностей

Рис. 1. Треугольник мощностей

Пример расчета полной мощности для электродвигателя

Отдельный интерес представляет собой нагрузка, подключенная к трехфазной сети, так как электрические величины, протекающие в ней, напрямую зависят от номинальной нагрузки каждой из фаз. Но для наглядности примера мы не будем рассматривать, как найти мощность несимметричного прибора, так как это довольно сложная задача, а приведем пример расчета трехфазного двигателя.

Особенность питания и асинхронной и синхронной электрической машины заключается в том, что на обмотки может подаваться и фазное и линейное напряжение. Тот или иной вариант, как правило, обуславливается способом соединения обмоток электродвигателя. Тогда мощность будет вычисляться по формуле:

В случае выполнения расчетов с линейным напряжением, чтобы найти мощность формула примет вид:

Мощность и линейное напряжение

Активная и реактивная мощности будут вычисляться по аналогии с сетями переменного тока, как было рассмотрено ранее.

Теперь рассмотрим вычисления на примере конкретной электрической машины асинхронного типа. Следует отметить, что официальная производительность, указываемая в паспортных данных электродвигателя – это полезная мощность, которую двигатель может выдать при совершении оборотов вала. Однако полезная кардинально отличается от полной, которую можно вычислить за счет коэффициента мощности.

Шильд электродвигателя

Рис. 2. Шильд электродвигателя

Как видите, для вычислений с шильда мы возьмем следующую информацию об электродвигателе:

  • полезная производительность – 3 кВт, а в переводе на систему измерения – 3000 Вт;
  • коэффициент полезного действия – 80%, а в пересчете для вычислений будем пользоваться показателем 0,8;
  • тригонометрическая функция соотношения активных и реактивных составляющих – 0,74%;
  • напряжение, при соединении обмоток треугольником составит 220 В;
  • сила тока при том же способе соединения – 13,3 А.

С таким перечнем характеристик можно воспользоваться несколькими способами:

S = 1,732*220*13,3 = 5067 Вт

Чтобы найти искомую величину, сначала определяем активную составляющую:

P = Pполезная / КПД = 3000/0.8 = 3750 Вт

Далее полную по способу деления активной на коэффициент cos φ:

S = P/cos φ = 3750/0.74 = 5067 Вт

Как видите, и в первом, и во втором случае искомая величина получилась одинакового значения.

Примеры задач

Для примера рассмотрим вычисление на участках электрической цепи с последовательным и параллельным соединением элементов. Первый вариант предусматривает ситуацию, когда все детали соединяются друг за другом от одного полюса источника питания до другого.

Последовательная расчетная цепь

Рис. 3. Последовательная расчетная цепь

Как видите на рисунке, в качестве источника мы используем батарейку с номинальным напряжением 9 В и три резистора по 10, 20 и 30 Ом соответственно. Так как номинальный ток нам не известен, расчет произведем через напряжение и сопротивление:

P = U 2 /R = 81 / (10+20+30) = 1.35 Вт

Для параллельной схемы подключения возьмем в качестве примера участок цепи с двумя резисторами и одним источником тока:

Читайте также:  Регулятор мощности 700 вт

Параллельная схема подключения

Рис. 4. Параллельная схема подключения

Как видите, для удобства расчетов нам нужно привести параллельно подключенные резисторы к схеме замещения, из чего получится:

Тогда искомый номинал нагрузки мы можем узнать через значение тока и сопротивления:

P = I 2 *R = 25*6 = 150 Вт

Видео по теме

Источник

Рубрики

Расчет производственной мощности промышленного предприятия

Производственная мощность промышленного предприятия — это максимальный годовой выпуск качественной продукции в запланированном ассортименте. Рассчитывается этот показатель при полном использовании производственного оборудования и производственных площадей с учетом планируемой модернизации оборудования, улучшения технологии и организации производственного процесса.

Следует различать плановую производственную мощность предприятия и проектную мощность предприятия.

Плановая производственная мощность определяется исходя из применяемых технологических процессов, наличного парка оборудования и производственных площадей как величин уже заданных, а объем выпуска продукции по плановой номенклатуре является величиной искомой, устанавливаемой в условиях полного использования основных производственных фондов.

В противоположность этому проектная производственная мощность предприятия рассчитывается исходя из заданного объема производственной программы, а искомые величины — состав предприятия, технологический процесс изготовления продукции по этой программе, структура парка оборудования, его количественный и качественный состав, размеры производственных площадей, характер и габариты зданий и сооружений, энергетическое и транспортное хозяйство и т. п.

Производственная мощность предприятия не постоянная, она меняется во времени, поэтому ее рассчитывают на определенную календарную дату. Как правило, мощность рассчитывают на 1 января планового года и 1 января следующего за плановым периодом года. Производственная мощность на 1 января планового года — это входная мощность; мощность предприятия на 1 января следующего за плановым годом — выходная мощность.

Рассчитывается также показатель среднегодовой мощности, который используется для сопоставления с планом и отчетом о выпуске продукции.

В самом общем виде для расчета производственной мощности используются формулы:

где Мп — производственная мощность предприятия;

Поб — производительность оборудования в единицу времени, выраженная в штуках изделий (деталей);

Фоб — действительный (рабочий) фонд времени работы оборудования, единиц времени;

Т — трудоемкость комплекта изделий (деталей), изготовляемых на данном оборудовании, нормо-час, человеко-дни.

Обратите внимание!

Первая формула применяется в случаях, когда известна производительность оборудования, выраженная в количестве изготовляемых изделий (деталей) в единицу времени.

Но на предприятиях с большим ассортиментом производимой продукции таких данных по всему парку технологического оборудования обычно нет, поэтому применяется вторая формула. В этих случаях пользуются данными трудоемкости изготовления изделий.

Выходная и среднегодовая мощности рассчитываются следующим образом:

где Мвых — выходная мощность предприятия (цеха, участка);

Мвх — входная мощность предприятия (цеха, участка);

Мвв — мощность, введенная в течение года;

Мвыб — мощность, выведенная в течение года;

Мср — среднегодовая производственная мощность;

n1 — количество полных месяцев работы вновь введенных мощностей с момента ввода до конца периода;

n2 — количество полных месяцев отсутствия выбывающих мощностей от момента выбытия до конца периода.

Рассмотрим порядок расчета производственной мощности на примере участка раскроя металла.

Пример 1

На участке находятся 2 лазерных комплекса. В июле следующего года планируется приобрести еще один, аналогичный существующим.

Участок производит комплекты деталей. На производство (раскрой) одного комплекта тратится 30 минут работы лазерного комплекса. Таким образом, в начале периода за 1 час участок производит 4 комплекта деталей, в конце периода — 6 комплектов.

Допустим, действительный (рабочий) фонд времени работы оборудования равен 7300 ч. Определим:

  • входную производственную мощность (формула 1):

7300 × 4 = 29 200 комплектов;

  • выходную производственную мощность (формула 3):

29 200 + 7300 × 2 = 43 800 комплектов;

  • среднегодовую производственную мощность (формула 4):

29 200 + 14 600 × 5 / 12 = 35 283,33 комплекта.

Во времена плановой экономики производственная мощность рассчитывалась в соответствии с методическими положениями, общими для предприятий всех отраслей промышленности, конкретизированными в отраслевых методиках. На некоторых предприятиях эти методики применяют до сих пор.

Адаптируем основные методические положения этих документов под рыночную ситуацию:

Производственная мощность рассчитывается по всей номенклатуре продукции, выпускаемой предприятием. По непрофильной продукции производственная мощность рассчитывается только при наличии специализированных мощностей, в противном случае мощность по этой продукции учитывается в числе прочей продукции. Производственная мощность рассчитывается в тех единицах измерения, в которых планируется производство продукции.

Производственная мощность предприятия определяется по мощности ведущих подразделений (цехов, участков, агрегатов) с учетом сложившейся кооперации и мер по ликвидации «узких мест».

К сведению

Ведущим считается подразделение, в котором выполняются основные технологические операции по изготовлению продукции, затрачивается наибольшая доля рабочего времени оборудования, сосредоточена значительная часть основных производственных фондов данного предприятия.

Расчет мощности ведется по всем производственным подразделениям предприятия последовательно от низшего производственного звена к высшему: от групп технологически однотипного оборудования — к производственным участкам, от участков — к цехам, от цехов — к предприятию в целом.

К сведению

Под «узким местом» понимается несоответствие мощностей отдельных цехов, участков, групп оборудования мощностям соответствующих подразделений, по которым устанавливается мощность всего предприятия, цеха.

При определении производственной мощности в расчет не принимаются простои оборудования или недоиспользование площадей, вызванные недостатком рабочей силы, сырья, топлива, электроэнергии или организационными неполадками, а также потери рабочего и станочного времени вследствие брака в производстве — учитываются только технологически неизбежные потери в установленных размерах.

Производственная мощность предприятия динамична, она изменяется в связи с ростом производительности труда, совершенствованием организации производства, повышением квалификации работающих.

Прирост производственных мощностей на действующих предприятиях за счет мероприятий по повышению эффективности производства (внедрение более совершенной технологии, механизации и автоматизации производства, модернизация оборудования, оснастки и инструмента, совершенствование систем управления, планирования и организации производства, совершенствование и улучшение качества продукции и др.) определяется на основании годового плана этих мероприятий.

Обратите внимание!

Увеличение объема производства за счет мероприятий по совершенствованию эффективности производства, направленных на освоение плановой производственной мощности, не считается приростом производственной мощности.

При определении производственной мощности учитываются следующие факторы (см. рис.).

Для расчета производственной мощности используются данные:

  • о количественном составе и техническом уровне оборудования;
  • режиме работы предприятия.

Расчет мощности ведется по всему производственному оборудованию, закрепленному за цехами.

К сведению

К производственному относится оборудование, при помощи которого непосредственно осуществляется технологический процесс изготовления товарной продукции на предприятии.

В расчет принимается действующее оборудование и бездействующее вследствие неисправности, ремонта, модернизации, отсутствия загрузки и других причин.

При расчете мощности оборудование группируется по структурным производственным подразделениям предприятия, а в них — по группам по признаку взаимозаменяемости, то есть по возможности выполнения одинаковых технологических операций.

Читайте также:  Мощность самарской солнечной электростанции

На поточных линиях, где операции жестко закреплены за определенными станками, а оборудование невзаимозаменяемо, оно группируется в порядке последовательности выполнения технологических операций. Уникальное оборудование выделяется в отдельную группу.

Для цехов ряда предприятий (например, машиностроительных, деревообрабатывающих, легкой промышленности и др.) фактором, определяющим величину производственной мощности, являются площади. В этих случаях в расчет мощности принимаются производственные площади, то есть площади, на которых осуществляется технологический процесс изготовления продукции, занятые:

  • производственным оборудованием;
  • рабочими местами (в том числе верстаками, сборочными стендами и т. п.);
  • заделами (заготовками, деталями, узлами) у рабочих мест;
  • проходами между оборудованием и между рабочими местами (кроме магистральных проездов).

При определении мощности в расчет не принимаются вспомогательные площади, к которым относятся площади:

  • инструментального и ремонтного цехов;
  • цеховых складов и кладовых;
  • помещений отдела технического контроля;
  • прочих вспомогательных помещений;
  • пожарных и магистральных проездов.

Размеры площадей принимаются по данным производственно-технического паспорта предприятия, а при отсутствии паспортных данных — по результатам обмера (по внутреннему периметру здания или по осям колонн с учетом выступающих частей здания).

Режим работы предприятия непосредственно влияет на величину производственной мощности и устанавливается исходя из конкретных условий производства. В понятие «режим работы» входит число смен, продолжительность рабочего дня и продолжительность рабочей недели.

В зависимости от того, какие потери времени учитываются при определении мощности, различают календарный (номинальный), режимный и действительный (рабочий) фонд времени использования основных производственных фондов.

Календарный фонд времени равен количеству календарных дней в плановом периоде, умноженному на 24 ч, то есть для не високосного года — 8760 ч (365 × 24).

Режимный фонд времени определяется режимом производства и равен произведению числа рабочих дней в плановом периоде на число часов в рабочих сменах. При пятидневной рабочей неделе режимный фонд определяется на основе принятого режима производства при обязательном соблюдении установленной законом общей длительности рабочей недели.

Действительный (рабочий) фонд времени работы оборудования равен режимному за вычетом времени на планово-предупредительный ремонт, которое не должно превышать установленные нормы.

В расчетах производственной мощности должен приниматься максимально возможный действительный (рабочий) фонд времени работы оборудования (использования производственных площадей). При этом:

  • для производства и участков с прерывным процессом производства принимают годовой фонд работы оборудования исходя из трехсменной (или четырехсменной, если предприятие работает в четыре смены) работы и установленной продолжительности смен в часах за вычетом времени на проведение планово-предупредительных ремонтов, выходных и праздничных дней, а также сокращения рабочего времени в предпраздничные дни.

Фонд рабочего времени для предприятий, ведущие цехи которых работают в две смены (или менее чем в две смены), исчисляют исходя из двухсменного режима работы;

К сведению

К прерывному процессу относят производство продукции, остановка изготовления которой в любой момент технологического процесса не приводит к потере изделий или сырья, а технологический процесс может быть приурочен к длительности рабочей смены или рабочих суток.

  • для производства и участков с непрерывным процессом производства принимают годовой фонд работы оборудования (использования площадей), исходя из числа календарных дней в году и 24 рабочих часов в сутки за вычетом времени на ремонт и технологические остановки оборудования, если эти остановки не входят в нормы его использования;

К сведению

К непрерывному процессу производства относят такой технологический процесс изготовления продукции, который носит непрерывный характер, а остановка процесса производства связана с длительными простоями и приводит к потере сырья и порче оборудования или связана с другими большими экономическими потерями.

  • для уникального и лимитирующего оборудования принимается действительный фонд времени исходя из трехсменного режима работы;
  • если цехи, участки и рабочие места оснащены оборудованием, не требующим планового ремонта в рабочее время, действительный (рабочий) фонд времени работы оборудования (использования производственных площадей) этих подразделений принимается равным режимному фонду.

Для оценки использования производственной мощности рассчитываются несколько показателей, среди которых наиболее универсальный — фондоотдача.

Фондоотдача о) — один из важнейших показателей, характеризующих экономическую эффектность производственных мощностей и деятельность предприятия в целом. Определяется как отношение валовой (товарной) продукции к среднегодовой стоимости основных производственных фондов:

где Cпрод — стоимость готовой продукции за определенный период;

Соф — среднегодовая стоимость основных производственных фондов.

Обратите внимание!

Сопоставление значений плановой и фактической фондоотдачи по уровню мощности предприятия показывает, насколько фондоотдача по среднегодовой мощности отстает от плановой или, наоборот, превышает ее.

Величина резерва фондоотдачи (Рф) в процентах определяется по формуле:

где Фп — фондоотдача по плану;

Фм — фондоотдача по уровню мощности

Пример 2

Исходные данные возьмем из примера 1.

Предположим, цена 1 лазерного комплекса — 15 млн руб., цена одного произведенного комплекта — 500 руб. Плановая фондоотдача — 0,5 руб. на 1 руб. основных производственных фондов.

Рассчитаем фондоотдачу по уровню производственной мощности.

Сначала определим стоимость произведенных комплектов по среднегодовой мощности:

35 283,33 × 500 = 17 641 665 руб., или 17,642 млн руб.

Среднегодовая стоимость основных производственных фондов рассчитывается по формуле:

где Сосн. ф — среднегодовая стоимость основных производственных фондов;

Сн — стоимость основных фондов на начало периода;

Сввф — стоимость вновь введенных основных фондов;

Свыб. ф — стоимость выведенных основных фондов;

n1 — количество полных месяцев работы вновь введенных основных фондов с момента ввода до конца периода;

n2 — количество полных месяцев отсутствия выбывающих основных фондов от момента выбытия до конца периода.

Для нашего примера:

  • Сосн. ф (формула 7) = 2 × 15 млн + 5 / 12 × 15 млн = 36,25 млн руб.;
  • фондоотдача по уровню производственной мощности (формула5) = 17,642 / 36,25 = 0,487.

Таким образом, величина резерва фондоотдачи (формула 6) равна:

((0,5 – 0,487) × 100) / 0,5 = 2,6 %,

то есть в рассматриваемом примере среднегодовая мощность предприятия ниже плановой на 2,6 %.

Выводы

Расчет производственной мощности промышленного предприятия зависит от особенностей деятельности предприятия, при этом существуют общие подходы по расчету мощности;

Различают несколько видов производственной мощности предприятия: плановая и проектная мощность; входная, выходная и среднегодовая производственные мощности;

Основными факторами, влияющими на производственные мощности, являются количественный состав и технический уровень оборудования и режим работы предприятия.

Эффективность использования производственных мощностей можно рассчитать с помощью такого показателя, как фондоотдача.

Р. В. Казанцев,
финансовый директор ООО «УК Теплодар»

Источник

Как определить структуру мощности



Калькулятор мощности – расчет по току, напряжению, сопротивлению

С помощью калькулятора мощности вы можете самостоятельно выполнить расчет мощности по току и напряжению для однофазных (220 В) и трехфазных сетей (380 В). Программа также рассчитывает мощность через сопротивление и напряжение, или через ток и сопротивление согласно закону Ома. Значение cos φ принимается согласно указаниям технического паспорта прибора, усредненным значениям таблиц ниже или рассчитываются самостоятельно по формулам. Без необходимости рекомендуем не изменять коэффициент и оставлять равным 0.95. Чтобы получить результат расчета, нажмите кнопку «Рассчитать».

Смежные нормативные документы:

  • СП 256.1325800.2016 «Электроустановки жилых и общественных зданий. Правила проектирования и монтажа»
  • СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
  • СП 76.13330.2016 «Электротехнические устройства»
  • ГОСТ 31565-2012 «Кабельные изделия. Требования пожарной безопасности»
  • ГОСТ 10434-82 «Соединения контактные электрические. Классификация»
  • ГОСТ Р 50571.1-93 «Электроустановки зданий»

Формулы расчета мощности

Мощность — это физическая величина, равная отношению количества работы ко времени совершения этой работы.
Мощность электрического тока (P) — это величина, характеризующая скорость преобразования электрической энергии в другие виды энергии. Международная единица измерения — Ватт (Вт/W).

— Мощность по току и напряжению (постоянный ток): P = I × U
— Мощность по току и напряжению (переменный ток однофазный): P = I × U × cos φ
— Мощность по току и напряжению (переменный ток трехфазный): P = I × U × cos φ × √3
— Мощность по току и сопротивлению: P = I 2 × R
— Мощность по напряжению и сопротивлению: P = U 2 / R

  • I – сила тока, А;
  • U – напряжение, В;
  • R – сопротивление, Ом;
  • cos φ – коэффициент мощности.

Расчет мощности (закон Ома)

Расчет косинуса фи (cos φ)

φ – угол сдвига между фазой тока и напряжения, причем если последний опережает ток сдвиг считается положительным, если отстает, то отрицательным.

cos φ – безразмерная величина, которая равна отношению активной мощности к полной и показывает насколько эффективно используется энергия.

Формула расчета косинуса фи: cos φ = S / P

  • S – полная мощность, ВА (Вольт-ампер);
  • P – активная мощность, Вт.

Активная мощность (P) — реальная, полезная, настоящая мощность, эта нагрузка поглощает всю энергию и превращает ее в полезную работу, например, свет от лампочки. Сдвиг по фазе отсутствует.

Формула расчета активной мощности: P (Вт) = I × U × cos φ

Реактивная мощность (Q) — безваттная (бесполезная) мощность, которая характеризуется тем, что не участвует в работе, а передается обратно к источнику. Наличие реактивной составляющей считается вредной характеристикой цепи, поскольку главная цель существующего электроснабжения — это сокращение издержек, а не перекачивание ее туда и обратно. Такой эффект создают катушки и конденсаторы.

Читайте также:  Prophi регулятор реактивной мощности

Формула расчета реактивной мощности: P (ВАР) = I × U × sin φ

Полная мощность электроприбора (S) — это суммарная величина, которая включает в себе как активную, так и реактивную составляющие мощности.

Формула расчета полной мощности: S (ВА) = I × U или S = √( P 2 + Q 2 )

Источник

Что такое активная и реактивная мощность переменного электрического тока?

Содержание

  1. Мощность в цепи переменного электрического тока
  2. Понятие активной мощности
  3. Понятие реактивной мощности
  4. Понятие полной мощности. Треугольник мощностей
  5. Как измеряют cosφ на практике

Все мы ежедневно сталкиваемся с электроприборами, кажется, без них наша жизнь останавливается. И у каждого из них в технической инструкции указана мощность. Сегодня мы разберемся что же это такое, узнаем виды и способы расчета.

Мощность в цепи переменного электрического тока

Электроприборы, подключаемые к электросети работают в цепи переменного тока, поэтому мы будем рассматривать мощность именно в этих условиях. Однако, сначала, дадим общее определение понятию.

Мощность — физическая величина, отражающая скорость преобразования или передачи электрической энергии.

В более узком смысле, говорят, что электрическая мощность – это отношение работы, выполняемой за некоторый промежуток времени, к этому промежутку времени.

Если перефразировать данное определение менее научно, то получается, что мощность – это некое количество энергии, которое расходуется потребителем за определенный промежуток времени. Самый простой пример – это обычная лампа накаливания. Скорость, с которой лампочка превращает потребляемую электроэнергию в тепло и свет, и будет ее мощностью. Соответственно, чем выше изначально этот показатель у лампочки, тем больше она будет потреблять энергии, и тем больше отдаст света.

Поскольку в данном случае происходит не только процесс преобразования электроэнергии в некоторую другую ( световую, тепловую и т.д.), но и процесс колебания электрического и магнитного поля, появляется сдвиг фазы между силой тока и напряжением, и это следует учитывать при дальнейших расчетах.

При расчете мощности в цепи переменного тока принято выделять активную, реактивную и полную составляющие.

Понятие активной мощности

Активная «полезная» мощность — это та часть мощности, которая характеризует непосредственно процесс преобразования электрической энергии в некую другую энергию. Обозначается латинской буквой P и измеряется в ваттах ( Вт).

Рассчитывается по формуле: P = U⋅I⋅cosφ,

где U и I – среднеквадратичное значение напряжения и силы тока цепи соответственно, cos φ – косинус угла сдвига фазы между напряжением и током.

ВАЖНО! Описанная ранее формула подходит для расчета цепей с напряжением 220В, однако, мощные агрегаты обычно используют сеть с напряжением 380В. В таком случае выражение следует умножить на корень из трех или 1.73

Понятие реактивной мощности

Реактивная «вредная» мощность — это мощность, которая образуется в процессе работы электроприборов с индуктивной или емкостной нагрузкой, и отражает происходящие электромагнитные колебания. Проще говоря, это энергия, которая переходит от источника питания к потребителю, а потом возвращается обратно в сеть.

Читайте также:  Какая мощность у автомобильного компрессора для накачки шин

Использовать в дело данную составляющую естественно нельзя, мало того, она во многом вредит сети питания, потому обычно его пытаются компенсировать.

Обозначается эта величина латинской буквой Q.

ЗАПОМНИТЕ! Реактивная мощность измеряется не в привычных ваттах ( Вт), а в вольт-амперах реактивных ( Вар).

Рассчитывается по формуле:

где U и I – среднеквадратичное значение напряжения и силы тока цепи соответственно, sinφ – синус угла сдвига фазы между напряжением и током.

ВАЖНО! При расчете данная величина может быть как положительной, так и отрицательной – в зависимости от движения фазы.

Емкостные и индуктивные нагрузки

Главным отличием реактивной ( емкостной и индуктивной) нагрузки – наличие, собственно, емкости и индуктивности, которые имеют свойство запасать энергию и позже отдавать ее в сеть.

Индуктивная нагрузка преобразует энергию электрического тока сначала в магнитное поле ( в течение половины полупериода), а далее преобразует энергию магнитного поля в электрический ток и передает в сеть. Примером могут служить асинхронные двигатели, выпрямители, трансформаторы, электромагниты.

ВАЖНО! При работе индуктивной нагрузки кривая тока всегда отстает от кривой напряжения на половину полупериода.

Емкостная нагрузка преобразует энергию электрического тока в электрическое поле, а затем преобразует энергию полученного поля обратно в электрический ток. Оба процесса опять же протекают в течение половины полупериода каждый. Примерами являются конденсаторы, батареи, синхронные двигатели.

ВАЖНО! Во время работы емкостной нагрузки кривая тока опережает кривую напряжения на половину полупериода.

Коэффициент мощности cosφ

Коэффициент мощности cosφ ( читается косинус фи)– это скалярная физическая величина, отражающая эффективность потребления электрической энергии. Проще говоря, коэффициент cosφ показывает наличие реактивной части и величину получаемой активной части относительно всей мощности.

Коэффициент cosφ находится через отношение активной электрической мощности к полной электрической мощности.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При более точном расчете следует учитывать нелинейные искажения синусоиды, однако, в обычных расчетах ими пренебрегают.

Значение данного коэффициента может изменяться от 0 до 1 ( если расчет ведется в процентах, то от 0% до 100%). Из расчетной формулы не сложно понять, что, чем больше его значение, тем больше активная составляющая, а значит лучше показатели прибора.

Читайте также:  Регулятор мощности 700 вт

Понятие полной мощности. Треугольник мощностей

Полная мощность – это геометрически вычисляемая величина, равная корню из суммы квадратов активной и реактивной мощностей соответственно. Обозначается латинской буквой S.

Также рассчитать полную мощность можно путем перемножения напряжения и силы тока соответственно.

ВАЖНО! Полная мощность измеряется в вольт-амперах ( ВА).

Треугольник мощностей – это удобное представление всех ранее описанных вычислений и соотношений между активной, реактивной и полной мощностей.

Катеты отражают реактивную и активную составляющие, гипотенуза – полную мощность. Согласно законам геометрии, косинус угла φ равен отношению активной и полной составляющих, то есть он является коэффициентом мощности.

Как найти активную, реактивную и полную мощности. Пример расчета

Все расчеты строятся на указанных ранее формулах и треугольнике мощностей. Давайте рассмотрим задачу, наиболее часто встречающуюся на практике.

Обычно на электроприборах указана активная мощность и значение коэффициента cosφ. Имея эти данные несложно рассчитать реактивную и полную составляющие.

Для этого разделим активную мощность на коэффициент cosφ и получим произведение тока и напряжения. Это и будет полной мощностью.

Далее, исходя из треугольника мощностей, найдем реактивную мощность равную квадрату из разности квадратов полной и активной мощностей.

Как измеряют cosφ на практике

Значение коэффициента cosφ обычно указано на бирках электроприборов, однако, если необходимо измерить его на практике пользуются специализированным прибором – фазометром. Также с этой задачей легко справится цифровой ваттметр.

Если полученный коэффициент cosφ достаточно низок, то его можно компенсировать практически. Осуществляется это в основном путем включения в цепь дополнительных приборов.

  1. Если необходимо скорректировать реактивную составляющую, то следует включить в цепь реактивный элемент, действующий противоположно уже функционирующему прибору. Для компенсации работы асинхронного двигателя, для примера индуктивной нагрузки, в параллель включается конденсатор. Для компенсации синхронного двигателя подключается электромагнит.
  2. Если необходимо скорректировать проблемы нелинейности в схему вводят пассивный корректор коэффициента cosφ, к примеру, это может быть дроссель с высокой индуктивностью, подключаемый последовательно с нагрузкой.

Мощность – это один из важнейших показателей электроприборов, поэтому знать какой она бывает и как рассчитывается, полезно не только школьникам и людям, специализирующимся в области техники, но и каждому из нас.

Источник