Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Расчет кабеля по нагреву и потерям напряжения: Выбор сечения провода по нагреву и потерям напряжения

Содержание

Онлайн расчет сечения кабеля по нагреву и по допустимой потере нарпяжения с учетом индуктивности линии.


5. Выберите (провод, кабель или шина). 1.Провода, шнуры и кабели с резиновой или пластмассовой изоляцией. 2.Кабели с бумажной пропитанной изоляцией. 3.Неизолированные провода и шины. 4.Провода с изоляцией из сшитого полиэтилена.


Выберите тип провода или кабеля. 1.Медные с резиновой и ПВХ изоляцией. 2.Алюмин. с резиновой и ПВХ изоляцией. 3.Медные с резин. и ПВХ изол. в метал. защ. оболоч.4.Алюмин. с резин. и ПВХ изол. в метал. защ. оболоч.5.Медные шлангов., перенос. кабели, шахтные гибк., прожектор. кабели6.Медные шланговые с резиновой изоляцией для торфопредприятий. 7.Медные шланговые с резин. изол. для передв. электроприемников. 8.Медные с резин. изоляц. для электрифиц. транспорта 1, 3 и 4 кВ.


Выберите условия прокладки. Открыто. В трубе ( два одножильных). В трубе ( три одножильных). В трубе ( четыре одножильных). В трубе ( один двухжильный). В трубе ( один трехжильный).


Выберите условия прокладки. Открыто. В трубе ( два одножильных). В трубе ( три одножильных). В трубе ( четыре одножильных). В трубе ( один двухжильный). В трубе ( один трехжильный).


Выберите условия прокладки. Одножильные открыто Двухжильные проложенные в воздухе. Двухжильные провода проложенные в земле. Трехжильные проложенные в воздухе. Трехжильные проложенные в земле. Четырехжильные проложенные в воздухе. Четырехжильные проложенные в земле.


Выберите условия прокладки. Одножильные открыто Двухжильные проложенные в воздухе. Двухжильные провода проложенные в земле. Трехжильные проложенные в воздухе. Трехжильные проложенные в земле. Четырехжильные проложенные в воздухе. Четырехжильные проложенные в земле.


Выберите условия прокладки. Одножильные. Двухжильные. Трехжильные.


Выберите величину нарпяжения. Напряжение 0,5кВ. Напряжение 3кВ. Напряжение 6кВ.


Выберите величину нарпяжения. Напряжение 3кВ. Напряжение 6кВ.


Выберите условия прокладки. Провода под напряжением 1,3,4 кВ


Выберите тип провода или кабеля. 1.Медные с бумажной маслоканифольной в свинцовой оболочке, в земле. 2.Медные с бумажной маслоканифольной в свинцовой оболочке, в воде. 3.Медные с бумажной маслоканифольной в свинцовой оболочке, в воздухе. 4.Алюм. с бумажной маслоканифольной в свинцовой оболочке, в земле. 5.Алюм. с бумажной маслоканифольной в свинцовой оболочке, в воде. 6.Алюм. с бумажной маслоканифольной в свинцовой оболочке, в воздухе. 7.Медные трехжильные напр. 6 кВ в общей свинц. обол, в земле и воздухе. 8.Алюм. трехжильные напр. 6 кВ алюмин. в общей свинц. обол, в земле и воздухе. 9.Медные отдельно освинцов. с бум. изол., в земле, воде, воздухе. 10.Алюм. отдельно освинцов. с бум .изол., в земле, воде, воздухе.


Выберите условия прокладки. Одножильные до 1 кВ в земле. Двухжильные до 1 кВ в земле. Трехжильные до 3 кВ в земле. Трехжильные 6 кВ в земле. Трехжильные 10 кВ в земле. Четырехжильные до 1 кВ в земле.


Выберите условия прокладки. Ттрехжильные до 3 кВ в воде.Трехжильные до 6 кВ в воде.Трехжильных до 10 кВ в воде. Четырехжильные до 1 кВ в воде.


Выберите условия прокладки. Одножильные до 1 кВ в воздухе. Двухжильные до 1 кВ в воздухе.Трехжильные до 3 кВ в воздухе. Трехжильные 6 кВ в воздухе. Четырехжильные 1 кВ в воздухе.


Выберите условия прокладки. Одножильные до 1 кВ в земле.Двухжильные до 1 кВ в земле. Трехжильные до 3 кВ в земле. Трехжильные 6 кВ в земле. Четырехжильные до 1 кВ в земле.


Выберите условия прокладки. Трехжильные до 3 кВ в воде. Трехжильные 6 кВ в воде.Трехжильные 10 кВ в воде Четырехжильные до 1 кВ в воде.


Выберите условия прокладки. Одножильные до 1 кВ в воздухе. Двухжильные до 1 кВ в воздухе. Трехжильные до 3 кВ в воздухе.Трехжильные 6 кВ в воздухе. Трехжильные 10 кВ в воздухе. Четырехжильные 1 кВ в воздухе.


Выберите условия прокладки. Трехжильные 6 кВ в землеДвухжильные 6 кВ в воздухе


Выберите условия прокладки. Трехжильные 6 кВ в земле. Двухжильные 6 кВ в воздухе.


Выберите условия прокладки. Трехжильные 20 кВ в земле. Трехжильные 20 кВ в воде.Трехжильные 20 кВ в воздухе. Трехжильные 35 кВ в земле. Трехжильные 35 кВ в водеТрехжильные 35 кВ в воздухе


Выберите условия прокладки. Трехжильные 20 кВ в земле.Трехжильные 20 кВ в воде. Двухжильные 20 кВ в воздухе. Трехжильные 35 кВ в земле. Трехжильные 35 кВ в воде.Двухжильные 35 кВ в воздухе.


Выберите тип провода или шины. Неизолированные провода по ГОСТ 839-80 Шины прямоугольного сечения.


Выберите условия прокладки. Вне помещений АС, АСКС, АСК, АСКП. Внутри помещений АС, АСКС, АСК, АСКП. Вне помещений М. Вне помещений А, АКП. Внутри помещений М. Внутри помещений А и АКП.


Выберите материал и количество шин. Медные шины 1 шт на фазу или полюс. Медные шины 2 шт на фазу или полюс. Медные шины 3 шт на фазу или полюс. Медные шины 4 шт на фазу или полюс. Алюминиевые шины 1 шт на фазу или полюс. Алюминиевые шины 2 шт на фазу или полюс. Алюминиевые шины 3 шт на фазу или полюс. Алюминиевые шины 4 шт на фазу или полюс.


Выберите марку провода. СИП-3 СИП-4


Выберите условия прокладки. Открыто.


Выберите условия прокладки. Открыто.

Примеры расчетов сечений проводов и кабелей по допустимой потере напряжения

ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ НАПРЯЖЕНИЕМ 10 кВ

Пример. Расчетная нагрузка Р трехфазной воздушной линии составляет 0,25 МВт, коэффициент мощности для нагрузок сети одинаков и равен . Произвести расчет линии 10 кВ (в населенной местности) на потерю напряжения с учетом индуктивности проводов. Материал провода — алюминий. Длина линии . Допустимая потеря напряжения (см. табл. 12-6).

Определяем моменты полных и реактивных нагрузок участков линии:

Коэффициент (см. табл. 5-12).
Среднее индуктивное сопротивление (см. табл. 5-13).
Определяем расчетную величину потери напряжения

Коэффициент (см. табл. 5-9).
Определяем сечение линии

Принимаем ближайшее сечение, по условиям механической прочности для ВЛ 10 кВ, равным 35 мм2.
Проверяем расчетную величину потери напряжения

Проверочный расчет показывает, что принятое сечение удовлетворяет расчетное условие.
На основании методики и алгоритма расчетов составлена табл. 58 выбора сечений для воздушных линий, выполненных алюминиевыми или сталеалюминиевыми проводами в зависимости от длин участков линий и расчетной нагрузки, кВт.

Таблица 58. Расчетное сечение трехфазных воздушных и кабельных линий напряжением 6 и 10 кВ при потере напряжения DU до 1,5%; cosj = 0,7—1,0, мм кв.

Примечание. 1. Расчетная потеря напряжения DU до 2,5% принята для кабелей с алюминиевыми жилами напряжением 6 кВ.

2. В числителе указано сечение при напряжении 10, в знаменателе — 6 кВ.


КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ НАПРЯЖЕНИЕМ 10 кВ

Сечение кабельной линии рассчитывают по заданной (допустимой) величине потери напряжения с учетом индуктивности линии.
Пример. Расчетная нагрузка Р трехфазной кабельной линии составляет 0,4 МВт, коэффициент мощности для нагрузок сети одинаков и равен . Произвести расчет кабельной линии напряжением 10 кВ на потерю, напряжения с учетом индуктивных сопротивлений (кабель с алюминиевыми жилами). Длина линии . Допустимая потеря напряжения .
Определяем моменты полных и реактивных нагрузок участков линии:

Коэффициент .
Среднее индуктивное сопротивление .
Определяем расчетную величину потери напряжения

Коэффициент .
Определяем сечение линии

Принимаем ближайшее сечение, по допустимым токовым нагрузкам, равным 16 мм2.
Проверяем расчетную величину потери напряжения

Проверочный расчет показывает, что принятое сечение удовлетворяет расчетное условие.

ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ НАПРЯЖЕНИЕМ 6 кВ

Сечение проводов линии рассчитывают по заданной (допустимой) величине потери напряжения с учетом индуктивности линии.
Пример. Расчетная нагрузка Р воздушной трехфазной линии составляет 0,63 МВт, коэффициент мощности для нагрузок сети одинаков и равен . Произвести расчет воздушной линии 6 кВ (в населенной местности) на потерю напряжения с учетом индуктивности проводов. Материал провода — алюминий. Длина линии . Допустимая потеря напряжения .
Определяем моменты полных и реактивных нагрузок участков линии:

Коэффициент .
Среднее индуктивное сопротивление .
Определяем расчетную величину потери напряжения

Коэффициент .
Минимальное сечение линии

Принимаем ближайшее сечение, по условиям механической прочности для ВЛ 6 кВ, равным 35 мм2.
Проверяем расчетную величину потери напряжения

Проверочный расчет показывает, что принятое сечение удовлетворяет расчетное условие.
Для снижения потери напряжения до 1,5% (величина, принятая в расчетах) сечение провода принимается равным 95 мм2

КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ НАПРЯЖЕНИЕМ 6 кВ


Рассчитаем сечение кабельной линии по заданной (допустимой) величине потери напряжения с учетом индуктивности линии.
Пример. Расчетная нагрузка Р трехфазной кабельной линии составляет 1,0 МВт, коэффициент мощности для нагрузок сети одинаков и равен . Произвести расчет кабельной линии напряжением 6 кВ на потерю напряжения с учетом индуктивных сопротивлений. Кабель с алюминиевыми жилами. Длина линии . Допустимая потеря напряжения .
Определяем моменты полных и реактивных нагрузок участков линии:

Коэффициент .
Среднее индуктивное сопротивление .
Определяем расчетную величину потери напряжения

Коэффициент .
Сечение жил кабеля

Принимаем ближайшее сечение, по условию допустимой токовой нагрузки, равным 35 мм2. Проверяем расчетную величину потери напряжения

Проверочный расчет показывает, что принятое сечение удовлетворяет расчетное условие.
Для снижения потери напряжения до 2,5% (величина, принятая в расчетах) сечение жил кабельной линии принимается равным 95 мм2

ВОЗДУШНЫЕ ЛИНИИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ

Сечение провода воздушной линии определяют по заданной потере напряжения с учетом индуктивности линии.


Пример. Расчетная активная нагрузка Р = 20 кВт, коэффициент мощности . Произвести расчет воздушной линии напряжением 0,4 кВ на потери напряжения с учетом индуктивности сопротивлений. Длина линии . Материал провода — алюминий. Принимаем допустимые отклонения напряжения — 2,5%.
Определяем моменты активных и реактивных нагрузок участка линии:

Коэффициент .
Среднее индуктивное сопротивление .
Определяем расчетную величину потери напряжения

Коэффициент .
Определяем сечение провода

Принимаем ближайшее сечение, по условию механической прочности и допустимой токовой нагрузки, равным 70 мм2.
Проверяем расчетную величину потери напряжения

Проверочный расчет показывает, что принятое сечение удовлетворяет расчетное условие.

КАБЕЛЬНЫЕ ЛИНИИ НАПРЯЖЕНИЕМ ДО 1 кВ

Сечение кабельной линии определяют по заданной потере напряжения с учетом индуктивности линии.
Пример. Расчетная активная нагрузка Р трехфазной кабельной линии составляет 45 кВт, коэффициент мощности . Произвести расчет кабельной линии напряжением 0,4 кВ на потерю напряжения с учетом индуктивности сопротивлений. Длина линии . Кабель с алюминиевыми жилами. Принимаем допустимые отклонения напряжения — 2,5%.

Определяем моменты полных и реактивных нагрузок участка линии:

Коэффициент .
Среднее индуктивное сопротивление .
Определяем расчетную величину потери напряжения

Коэффициент .
Определяем сечение жил кабеля

Принимаем ближайшее сечение (не ниже табличных данных) равным 185 мм2.
Проверяем расчетную величину потери напряжения

Проверочный расчет показывает, что принятое сечение удовлетворяет расчетное условие.

ЛИНИИ ДЛЯ ОСВЕТИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Пример. Расчетная нагрузка магистрали, питающей осветительную сеть, Р = 30 кВт. Расчетное значение (располагаемая потеря напряжения, проц., от номинального напряжения приемников при коэффициенте загрузки, трансформатора мощностью 400 кВА и при ) равно 4,6%, что при напряжении трехфазной сети у ламп U = 380/220 В даст допустимое снижение напряжения — 2,5% от номинального напряжения U ламп. Принимаем расчетный предел отклонения напряжения у ламп рабочего освещения . Сеть трехфазная с нулем напряжением 380/220 В. Провода с алюминиевыми жилами, проложенными в трубе. Длина линии . Определить сечение проводов линии.

Определяем момент нагрузки

По табл. 12-9 находим коэффициент С=44.
Определим сечение проводов трехфазной сети освещения с нулевым проводом

Проверяя результат по табл. 12-11, находим сумму моментов нагрузки () и при заданной потере напряжения находим (в табл. 12-11 ближайшее значение ).
Проверочный расчет показывает, что принятое сечение удовлетворяет расчетное условие.
Аналогично выполняют расчет для однофазной двухпроводной сети освещения и для трехпроводной сети (две фазы с нулевым проводом), при которых соответственно меняются коэффициенты С и a (при ответвлениях, см табл. 12-10).

СМЕШАННЫЕ СИЛОВЫЕ И ОСВЕТИТЕЛЬНЫЕ СЕТИ

Пример. Расчетная мощность трехфазной сети напряжением 380 В выполнена кабелем с алюминиевыми жилами (силовая и осветительная сеть): . Помещение взрывоопасное — В-1б.
Определяем сумму реактивных нагрузок

Определяем нагрузку участка сети

Сила тока в линии

По условию допустимой токовой нагрузки принимаем сечение жилы равным 4 мм2.
Потеря напряжения в линии .
По таблице коэффициент потери напряжения k = 3,23.
Полученный результат проверяем по табличным данным потери напряжения от номинального напряжения приемников.

Рассчет падение напряжения по длине кабеля

Линии электропередач транспортируют ток от распределительного устройства к конечному потребителю по токоведущим жилам различной протяженности. В точке входа и выхода напряжение будет неодинаковым из-за потерь, возникающих в результате большой длины проводника.

Падение напряжения по длине кабеля возникает по причине прохождения высокого тока, вызывающего увеличение сопротивления проводника.

На линиях значительной протяженности потери будут выше, чем при прохождении тока по коротким проводникам такого же сечения. Чтобы обеспечить подачу на конечный объект тока требуемого напряжения, нужно рассчитывать монтаж линий с учетом потерь в токоведущем кабеле, отталкиваясь от длины проводника.

к содержанию ↑

Результат понижения напряжения

Согласно нормативным документам, потери на линии от трансформатора до наиболее удаленного энергонагруженного участка для жилых и общественных объектов должны составлять не более девяти процентов.

Допускаются потери 5 % до главного ввода, а 4 % — от ввода до конечного потребителя. Для трехфазных сетей на три или четыре провода номинальное значение должно составлять 400 В ± 10 % при нормальных условиях эксплуатации.

Отклонение параметра от нормированного значения может иметь следующие последствия:

  1. Некорректная работа энергозависимых установок, оборудования, осветительных приборов.
  2. Отказ работы электроприборов при сниженном показателе напряжения на входе, выход оборудования из строя.
  3. Снижение ускорения вращающего момента электродвигателей при пусковом токе, потери учитываемой энергии, отключение двигателей при перегреве.
  4. Неравномерное распределение токовой нагрузки между потребителями на начале линии и на удаленном конце протяженного провода.
  5. Работа осветительных приборов на половину накала, за счет чего происходят недоиспользование мощности тока в сети, потери электроэнергии.

В рабочем режиме наиболее приемлемым показателем потерь напряжения в кабеле считается 5 %. Это оптимальное расчетное значение, которое можно принимать допустимым для электросетей, поскольку в энергетической отрасли токи огромной мощности транспортируются на большие расстояния.

К характеристикам линий электропередач предъявляются повышенные требования. Важно уделять особое внимание потерям напряжения не только на магистральных сетях, но и на линиях вторичного назначения.

к содержанию ↑

Причины падения напряжения

Каждому электромеханику известно, что кабель состоит из проводников — на практике используются жилы с медными или алюминиевыми сердечниками, обмотанные изоляционным материалом. Провод помещен в герметичную полимерную оболочку — диэлектрический корпус.

Поскольку металлические проводники расположены в кабеле слишком плотно, дополнительно прижаты слоями изоляции, при большой протяженности электромагистрали металлические сердечники начинают работать по принципу конденсатора, создающего заряд с емкостным сопротивлением.

Падение напряжения происходит по следующей схеме:

  1. Проводник, по которому пущен ток, перегревается и создает емкостное сопротивление как часть реактивного сопротивления.
  2. Под воздействием преобразований, протекающих на обмотках трансформаторов, реакторах, прочих элементах цепи, мощность электроэнергии становится индуктивной.
  3. В результате резистивное сопротивление металлических жил преобразуется в активное сопротивление каждой фазы электрической цепи.
  4. Кабель подключают на токовую нагрузку с полным (комплексным) сопротивлением по каждой токоведущей жиле.
  5. При эксплуатации кабеля по трехфазной схеме три линии тока в трех фазах будут симметричными, а нейтральная жила пропускает ток, приближенный к нулю.
  6. Комплексное сопротивление проводников приводит к потерям напряжения в кабеле при прохождении тока с векторным отклонением за счет реактивной составляющей.

Графически схему падения напряжения можно представить следующим образом: из одной точки выходит прямая горизонтальная линия — вектор силы тока. Из этой же точки выходит под углом к силе тока вектор входного значения напряжения U1 и вектор выходного напряжения U2 под меньшим углом. Тогда падение напряжения по линии равно геометрической разнице векторов U1 и U2.

Рисунок 1. Графическое изображение падения напряжения

На представленном рисунке прямоугольный треугольник ABC отражает падение и потери напряжения на линии кабеля большой длины. Отрезок AB — гипотенуза прямоугольного треугольника и одновременно падение, катеты AC и BC показывают падение напряжения с учетом активного и реактивного сопротивления, а отрезок AD демонстрирует величину потерь.

Производить подобные расчеты вручную довольно сложно. График служит для наглядного представления процессов, протекающих в электрической цепи большой протяженности при прохождении тока заданной нагрузки.

к содержанию ↑

Расчет с применением формулы

На практике при монтаже линий электропередач магистрального типа и отведения кабелей к конечному потребителю с дальнейшей разводкой на объекте используется медный или алюминиевый кабель.

Удельное сопротивление для проводников постоянное, составляет для меди р = 0,0175 Ом*мм2/м, для алюминиевых жил р = 0,028 Ом*мм2/м.

Зная сопротивление и силу тока, несложно вычислить напряжение по формуле U = RI и формуле R = р*l/S, где используются следующие величины:

  • Удельное сопротивление провода — p.
  • Длина токопроводящего кабеля — l.
  • Площадь сечения проводника — S.
  • Сила тока нагрузки в амперах — I.
  • Сопротивление проводника — R.
  • Напряжение в электрической цепи — U.

Использование простых формул на несложном примере: запланировано установить несколько розеток в отдельно стоящей пристройке частного дома. Для монтажа выбран медный проводник сечением 1,5 кв. мм, хотя для алюминиевого кабеля суть расчетов не изменяется.

Поскольку ток по проводам проходит туда и обратно, нужно учесть, что расстояние длины кабеля придется умножать вдвое. Если предположить, что розетки будут установлены в сорока метрах от дома, а максимальная мощность устройств составляет 4 кВт при силе тока в 16 А, то по формуле несложно сделать расчет потерь напряжения:

U = 0,0175*40*2/1,5*16

U = 14,93 В

Если сравнить полученное значение с номинальным для однофазной линии 220 В 50 Гц, получается, что потери напряжения составили: 220-14,93 = 205,07 В.

Такие потери в 14,93 В — это практически 6,8 % от входного (номинального) напряжения в сети. Значение, недопустимое для силовой группы розеток и осветительных приборов, потери будут заметны: розетки будут пропускать ток неполной мощности, а осветительные приборы — работать с меньшим накалом.

Мощность на нагрев проводника составит P = UI = 14,93*16 = 238,9 Вт. Это процент потерь в теории без учета падения напряжения на местах соединения проводов, контактах розеточной группы.

к содержанию ↑

Проведение сложных расчетов

Для более детального и достоверного расчета потерь напряжения на линии нужно принимать во внимание реактивное и активное сопротивление, которое вместе образует комплексное сопротивление, и мощность.

Для проведения расчетов падения напряжения в кабеле используют формулу:

∆U = (P*r0+Q*x0)*L/ U ном

В этой формуле указаны следующие величины:

  • P, Q — активная, реактивная мощность.
  • r0, x0 — активное, реактивное сопротивление.
  • U ном — номинальное напряжение.

Чтобы обеспечить оптимальную нагрузку по трехфазных линиям передач, необходимо нагружать их равномерно. Для этого силовые электродвигатели целесообразно подключать к линейным проводам, а питание на осветительные приборы — между фазами и нейтральной линией.

Есть три варианта подключения нагрузки:

  • от электрощита в конец линии;
  • от электрощита с равномерным распределением по длине кабеля;
  • от электрощита к двум совмещенным линиям с равномерным распределением нагрузки.

Пример расчета потерь напряжения: суммарная потребляемая мощность всех энергозависимых установок в доме, квартире составляет 3,5 кВт — среднее значение при небольшом количестве мощных электроприборов. Если все нагрузки активные (все приборы включены в сеть), cosφ = 1 (угол между вектором силы тока и вектором напряжения). Используя формулу I = P/(Ucosφ), получают силу тока I = 3,5*1000/220 = 15,9 А.

Дальнейшие расчеты: если использовать медный кабель сечением 1,5 кв. мм, удельное сопротивление 0,0175 Ом*мм2, а длина двухжильного кабеля для разводки равна 30 метров.

По формуле потери напряжения составляют:

∆U = I*R/U*100 %, где сила тока равна 15,9 А, сопротивление составляет 2 (две жилы)*0,0175*30/1,5 = 0,7 Ом. Тогда ∆U = 15,9*0,7/220*100% = 5,06 %.

Полученное значение незначительно превышает рекомендуемое нормативными документами падение в пять процентов. В принципе, можно оставить схему такого подключения, но если на основные величины формулы повлияет неучтенный фактор, потери будут превышать допустимое значение.

Что это значит для конечного потребителя? Оплата за использованную электроэнергию, поступающую к распределительному щиту с полной мощностью при фактическом потреблении электроэнергии более низкого напряжения.

к содержанию ↑

Использование готовых таблиц

Как домашнему мастеру или специалисту упростить систему расчетов при определении потерь напряжения по длине кабеля? Можно пользоваться специальными таблицами, приведенными в узкоспециализированной литературе для инженеров ЛЭП. Таблицы рассчитаны по двум основным параметрам — длина кабеля в 1000 м и величина тока в 1 А.

В качестве примера представлена таблица с готовыми расчетами для однофазных и трехфазных электрических силовых и осветительных цепей из меди и алюминия с разным сечением от 1,5 до 70 кв. мм при подаче питания на электродвигатель.

Таблица 1. Определение потерь напряжения по длине кабеля

Площадь сечения, мм2 Линия с одной фазой Линия с тремя фазами
Питание Освещение Питание Освещение
Режим Пуск Режим Пуск
Медь Алюминий Косинус фазового угла = 0,8 Косинус фазового угла = 0,35 Косинус фазового угла = 1 Косинус фазового угла = 0,8 Косинус фазового угла = 0,35 Косинус фазового угла = 1
1,5 24,0 10,6 30,0 20,0 9,4 25,0
2,5 14,4 6,4 18,0 12,0 5,7 15,0
4,0 9,1 4,1 11,2 8,0 3,6 9,5
6,0 10,0 6,1 2,9 7,5 5,3 2,5 6,2
10,0 16,0 3,7 1,7 4,5 3,2 1,5 3,6
16,0 25,0 2,36 1,15 2,8 2,05 1,0 2,4
25,0 35,0 1,5 0,75 1,8 1,3 0,65 1,5
35,0 50,0 1,15 0,6 1,29 1,0 0,52 1,1
50,0 70,0 0,86 0,47 0,95 0,75 0,41 0,77

Таблицы удобно использовать для расчетов при проектировании линий электропередач. Пример расчетов: двигатель работает с номинальной силой тока 100 А, но при запуске требуется сила тока 500 А. При нормальном режиме работы cos ȹ составляет 0,8, а на момент пуска значение равно 0,35. Электрический щит распределяет ток 1000 А. Потери напряжения рассчитывают по формуле ∆U% = 100∆U/U номинальное.

Двигатель рассчитан на высокую мощность, поэтому рационально использовать для подключения провод с сечением 35 кв. мм, для трехфазной цепи в обычном режиме работы двигателя потери напряжения равны 1 вольт по длине провода 1 км. Если длина провода меньше (к примеру, 50 метров), сила тока равна 100 А, то потери напряжения достигнут:

∆U = 1 В*0,05 км*100А = 5 В

Потери на распределительном щите при запуске двигателя равны 10 В. Суммарное падение 5 + 10 = 15 В, что в процентном отношении от номинального значения составляет 100*15*/400 = 3,75 %. Полученное число не превышает допустимое значение, поэтому монтаж такой силовой линии вполне реальный.

На момент пуска двигателя сила тока должна составлять 500 А, а при рабочем режиме — 100 А, разница равна 400 А, на которые увеличивается ток в распределительном щите. 1000 + 400 = 1400 А. В таблице 1 указано, что при пуске двигателя потери по длине кабеля 1 км равны 0,52 В, тогда

∆U при запуске = 0,52*0,05*500 = 13 В

∆U щита = 10*1400/100 = 14 В

∆U суммарные = 13+14 = 27 В, в процентном отношении ∆U = 27/400*100 = 6,75 % — допустимое значение, не превышает максимальную величину 8 %. С учетом всех параметров монтаж силовой линии приемлем.

к содержанию ↑

Применение сервис-калькулятора

Расчеты, таблицы, графики, диаграммы — точные инструменты для вычисления падения напряжения по длине кабеля. Упростить работу можно, если выполнить расчеты с помощью онлайн-калькулятора. Преимущества очевидны, но стоит проверить данные на нескольких ресурсах и отталкиваться от среднего полученного значения.

Как это работает:

  1. Онлайн-калькулятор разработан для быстрого выполнения расчетов на основе исходных данных.
  2. В калькулятор нужно ввести следующие величины — ток (переменный, постоянный), проводник (медь, алюминий), длина линии, сечение кабеля.
  3. Обязательно вводят параметры по количеству фаз, мощности, напряжению сети, коэффициенту мощности, температуре эксплуатации линии.
  4. После введения исходных данных программа определяет падение напряжения по линии кабеля с максимальной точностью.
  5. Недостоверный результат можно получить при ошибочном введении исходных величин.

Пользоваться такой системой можно для проведения предварительных расчетов, поскольку сервис-калькуляторы на различных ресурсах показывают не всегда одинаковый результат: итог зависит от грамотной реализации программы с учетом множества факторов.

Тем не менее, можно провести расчеты на трех калькуляторах, взять среднее значение и отталкиваться от него на стадии предварительного проектирования.

к содержанию ↑

Как сократить потери

Очевидно, что чем длиннее кабель на линии, тем больше сопротивление проводника при прохождении тока и, соответственно, выше потери напряжения.

Есть несколько способов сократить процент потерь, которые можно использовать как самостоятельно, так и комплексно:

  1. Использовать кабель большего сечения, проводить расчеты применительно к другому проводнику. Увеличение площади сечения токоведущих жил можно получить при соединении двух проводов параллельно. Суммарная площадь сечения увеличится, нагрузка распределится равномерно, потери напряжения станут ниже.
  2. Уменьшить рабочую длину проводника. Метод эффективный, но его не всегда можно использовать. Сократить длину кабеля можно при наличии резервной длины проводника. На высокотехнологичных предприятиях вполне реально рассмотреть вариант перекладки кабеля, если затраты на трудоемкий процесс гораздо ниже, чем расходы на монтаж новой линии с большим сечением жил.
  3. Сократить мощность тока, передаваемую по кабелю большой протяженности. Для этого можно отключить от линии несколько потребителей и подключить их по обходной цепи. Данный метод применим на хорошо разветвленных сетях с наличием резервных магистралей. Чем ниже мощность, передаваемая по кабелю, тем меньше греется проводник, снижаются сопротивление и потери напряжения.

Внимание! При эксплуатации кабеля в условиях повышенной температуры проводник нагревается, падение напряжения растет. Сократить потери можно при использовании дополнительной теплоизоляции или прокладке кабеля по другой магистрали, где температурный показатель существенно ниже.

Расчет потерь напряжения — одна из главных задач энергетической отрасли. Если для конечного потребителя падение напряжения на линии и потери электроэнергии будут практически незаметными, то для крупных предприятий и организаций, занимающихся подачей электроэнергии на объекты, они впечатляющие. Снизить падение напряжения можно, если правильно выполнить все расчеты.

3. Расчёт электропитающих сетей

3.1. Выбор типа и сечения проводов по нагреву

Питание поселка будет осуществляться воздушными самонесущими изолированными проводами 0,4 кВ(СИП). Данный провод предназначен для передачи и распределения электрической энергии в сетях напряжением до 1кВ. К основным характеристикам СИП относятся: стойкость к ультрофиолетовому излучению; возможность эксплуатации в диапазоне температур от -50 до +90 градусов; устойчивость к проникновению влаги; легкость монтажа; высокая диэлектрическая непроницаемость. СИП можно прокладывать как по столбам, так и по фасадам зданий.

Выбор сечения проводов по нагреву сводится к сравнению расчётного тока с допустимым табличным значением для принятых марок провода. За длительный расчётный ток линии электропередачи принимается ток получасового максимума, т.е. наибольший из средних получасовых значений. При выборе должно соблюдаться условие:

Выбор линии от ДЭС до РУ.

С целью снижения потерь, кабели приняты с медными жилами. Это увеличит стоимость кабеля, но обеспечит потребителю в данных условиях необходимый уровень напряжения и уменьшит потери мощности. Тип прокладки кабеля – в земле.

Выбираем 4-х жильный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена с сечением жил 150 мм2, Iдд= 395 А[8].

395 > 360.844 А – по длительно допустимому току проходит.

Выбор линии от ВЭУ до РУ.

ВЭУ-150: выбираем 4-х жильный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена с сечением жил 2*3х50+50, Iдд=265 А [8].

265>А – по длительно допустимому току проходит.

ВЭУ-80: выбираем 4-х жильный кабель с с сечением жил 2*3х35+35, Iдд= 175А [8].

175>А – по длительно допустимому току проходит.

Для первого присоединения.

Предварительно выбран провод СИП-1А 3х25+35[9].

95 > 83.584 А – таким образом, данный провод проходит по условию нагрева.

Выбор типа и сечения проводов по нагреву для оставшихся присоединений аналогичен и сведён в таблицу 11.

Таблица 11

Выбор типа и сечения проводов по нагреву

№ присоединения

Iр, А

Марка провода

Iдд, А

ДЭС

360. 844

ПвБбШв 3х150+150

395

2хВЭУ-150

270.633

2*ПвБбШв 3х70+70

265

ВЭУ-80

144.338

2*ПвБбШв 3х35+35

150

1 (14 домов)

83.584

СИП-1 3х25+35

95

2 (14 домов)

83.584

СИП-1 3х25+35

95

3 (Птичник)

37.728

СИП-1 3х16+25

70

4 (16 домов)

95.525

СИП-1 3х35+50

115

5 (Теплицы)

48.814

СИП-1 3х16+25

70

6 (Фермы)

97.063

СИП-1 3х35+50

115

7 (Промышл.)

65.265

СИП-1 3х16+25

70

8 (Освещение)

14.524

СИП-1 3х16+25

70

Нагрузка жилого сектора разделена на 3 фидера, следовательно нагрузка освещения также имеет трилинии. Согласно плану посёлка на первую линию освещения приходится десять источников освещения, на вторую и третью по пять.

В качестве источников освещения приняты лампы ДРИ-450 [10].

3.2. Выбор сечения проводов по потере напряжения

Нормальный режим работы электроприёмников обеспечивается при напряжении сети, которое должно совпадать с номинальным напряжением электроприёмников в точках их присоединения, так как они спроектированы на это напряжение при наилучших технико-экономических показателях. Повышение или понижениеуровнянапряжения на зажимах электроприемников относительно номинальногозначения снижает эффективность преобразования электрической энергии в технологическом процессе.

В условиях разной электрической удаленности приемников электрическойэнергии от источников питания и неодинаковой загрузки элементов электрических сетей в каждый момент времени до различных электроприемников наблюдаются неравные потери напряжения. Это приводит к тому, что практически невозможно поддерживать напряжение на зажимах всех электроприёмников в один и тот же момент времени равным номинальному.

Поэтому актуальной становится задача доведения электроэнергии до электроприемников на напряжении, находящемся в диапазоне, для которого снижение эффективности преобразования электроэнергии незначительно. Этот диапазон определен стандартом на качество элек- трической энергии (ГОСТ 13109-97), в котором нормально допусти- мые отклонения напряжения от номинального на суточном интервале времени с вероятностью 0,95 установлены диапазоном ±5 %, а пре- дельно допустимые -±10%.

Таким образом, сечения проводников должны удовлетворять следующему условию –наиболее удалённого электроприёмника по линии напряжение должно быть в пределах ±5% от номинального.

Суммарная потеря напряжения в процентах от номинального равна

где Qi, Pi – реактивная и активная мощность, передаваемая по i – ой линии, кВар, кВт;,– удельные активное и индуктивное сопротивленияi – ой линии, Ом;

–длина i – ой линии, км.

Если суммарная потеря напряжения до потребителя превышает допустимое значение, необходимо увеличивать сечение линии.

Линия от ДЭС до РУ.

Длина линии от ДЭС равна 60 м.

Удельное сопротивление кабеля

–условие выполняется, значит кабель выбран верно.

Линия от ВЭУ до РУ.

ВЭУ равноудалены от РУ на 300 м.

Удельное сопротивление кабеля:

ВЭУ-150

ВЭУ-80

Для линий от ВЭУ до РУ условие по потери напряжения выполняется.

Все потребители получают электроэнергию от РУ, в связи с этим, необходимо оговорить, что номинальное напряжение РУ UРП, с учётом потерь в линиях от ВЭУ, имеет значение 381.88 В, поэтому в дальнейшем будет использована именно это значение.

Первое присоединение (16 домов).

Электроснабжение жилого сектора характерно тем, что по всей длине линии передаётся не одинаковая мощность – происходит её постоянный отбор, и как следствие – потери напряжения по мере увеличения длины уменьшаются. Учтём это при расчёте потери напряжения. В среднем мощность потребляемая одним зданием равна 4.136 кВт.

Выбранный ранее провод СИП 3х25+35 не подходит – потери напряжения превышают допустимые 5 %. Увеличим сечение проводника – СИП 3х35+50.

Полученное значение не превышает допустимых 5 %, хотя и очень близко к нему. Однако стоит отметить, что расчёт вёлся по максимальной мощности – реальное потребление такой мощности жилым сектором маловероятно, а следовательно будет меньше и потери напряжение.

Расчёт потерь напряжения для остальных присоединений аналогичен и сведён в таблицу 12.

Интеллектуальный калькулятор для расчета сечения электрических кабелей

Калькулятор позволяет рассчитать сечение токоведущих жил электрических проводов и кабелей по электрической мощности.


Вид электрического тока

Вид тока зависит от системы электроснабжения и подключаемого оборудования.

Выберите вид тока: ВыбратьПеременный токПостоянный ток


Материал проводников кабеля

Материал проводников определяет технико-экономические показатели кабельной линии.

Выберите материал проводников:

ВыбратьМедь (Cu)Алюминий (Al)

Суммарная мощность подключаемой нагрузки

Мощность нагрузки для кабеля определяется как сумма потребляемых мощностей всех электроприборов, подключаемых к этому кабелю.

Введите мощность нагрузки: кВт


Номинальное напряжение

Введите напряжение: В


Только для переменного тока

Система электроснабжения: ВыбратьОднофазнаяТрехфазная

Коэффициент мощности cosφ определяет отношение активной энергии к полной. Для мощных потребителей значение указано в паспорте устройства. Для бытовых потребителей cosφ принимают равным 1.

Коэффициент мощности cosφ:


Способ прокладки кабеля

Способ прокладки определяет условия теплоотвода и влияет на максимальную допустимую нагрузку на кабель.

Выберите способ прокладки:

ВыбратьОткрытая проводкаСкрытая проводка

Количество нагруженных проводов в пучке

Для постоянного тока нагруженными считаются все провода, для переменного однофазного - фазный и нулевой, для переменного трехфазного - только фазные.

Выберите количество проводов:

ВыбратьДва провода в раздельной изоляцииТри провода в раздельной изоляцииЧетыре провода в раздельной изоляцииДва провода в общей изоляцииТри провода в общей изоляции

Минимальное сечение кабеля: 0

Кабель с рассчитанным сечением не будет перегреваться при заданной нагрузке. Для окончательного выбора сечения кабеля необходимо проверить падение напряжения на токонесущих жилах кабельной линии.

 

Длина кабеля

Введите длину кабеля: м


Допустимое падение напряжения на нагрузке

Введите допустимое падение: %


Минимальное сечение кабеля с учетом длины: 0

Рассчитанное значение представляет собой минимально допустимое значение фактического сечения кабеля. Значительная часть реализуемой в магазинах кабельной продукции не соответствует маркировке и имеет заниженное сечение проводника. Проверяйте фактическое сечение проводников кабеля перед применением!

Рассчитанное значение сечения кабеля является ориентировочным и не может использоваться в проектах систем электроснабжения без профессиональной оценки и обоснования в соответствии с нормативными документами!

Что такое потеря напряжения в кабеле и чем она опасна?

Во время передачи электроэнергии по проводам к электроприемникам ее небольшая часть расходуется на сопротивление самих проводов, т.е. на их нагрев. Чем выше протекаемый ток и больше сопротивление провода, тем больше на нем будет потеря напряжения. Величина тока зависит от подключенной нагрузки, а сопротивление провода тем больше, чем больше его длина. Логично? Поэтому нужно понимать, что провода большой длины могут быть не пригодны для подключения какой-либо нагрузки, которая, в свою очередь, хорошо будет работать при коротких проводах того же сечения.

В идеале все электроприборы будут работать в нормальном режиме, если к ним подается то напряжение, на которые они рассчитаны. Если провод рассчитан не правильно и в нем присутствуют большие потери, то на вводе в электрооборудование будет заниженное напряжение. Это очень актуально при электропитании постоянным током, так как тут напряжение очень низкое, например 12 В, и потеря в 1-2 В тут будет уже существенной.

Чем опасна потеря напряжения в электропроводке?

  1. Отказом работы электроприборов при очень низком напряжении на входе.

В выборе кабеля необходимо найти золотую середину. Его нужно подобрать так, чтобы сопротивление провода при нужной длине соответствовало конкретному току и исключить лишние денежные затраты. Конечно, можно купить кабель огромного сечения и не считать в нем потери напряжения, но тогда за него придется переплатить. А кто хочет отдавать свои деньги на ветер? Давайте ниже разберемся, как учесть потери напряжения в кабеле при его выборе.

Для того чтобы избежать потерь мощности нам нужно уменьшить сопротивление провода. Мы знаем что, чем больше сечение кабеля, тем меньше его сопротивление. Поэтому эта проблема в длинных линиях решается путем увеличения сечения жил кабеля.

Вспомним физику и перейдем к небольшим формулам и расчетам.

Напряжение на проводе мы можем узнать по следующей формуле, зная его сопротивление (R, Ом) и ток нагрузки (I, А).

U=RI

Сопротивление провода рассчитывается так:

R=рl/S, где

р - удельное сопротивление провода, Ом*мм2/м;

l - длина провода, м;

S - площадь поперечного сечения провода, мм2.

Удельное сопротивления это величина постоянная. Для меди она составляет р=0,0175 Ом*мм2, и для алюминия р=0,028 Ом*мм2. Значения других металлов нам не нужны, так как провода у нас только с медными или с алюминиевыми жилами.

Приведу небольшой пример расчета для медного провода. Для алюминиевого провода суть расчета будет аналогичной.

Например, мы хотим установить группу розеток в гараже и решили протянуть туда медный кабель от дома длинной 50 м сечением 1,5 мм2. Там будем подключаться нагрузка 3,3 кВт (I=15 А).

Учтите, что ток "бежит" по 2-х жильному кабелю туда и обратно, поэтому "пробегаемое" им расстояние будет в два раза больше длины кабеля (50*2=100 м).

Потеря напряжения в данной линии будет:

U=(рl)/s*I=0,0175*100/1,5*15=17,5 В

Что составляет практически 9% от номинального (входного) значения напряжения.

Значит в розетках будет уже напряжение: 220-17,5=202,5 В. Этого будет маловато для нормальной работы электрооборудования. Также свет может гореть тускло (в пол накала).

На нагрев провода будет выделяться мощность P=UI=17,5*15=262,5 Вт.

Также учтите, что здесь не учтены потери в местах соединения (скрутках), в вилке электроприбора, в контактах розетки. Поэтому реальные потери напряжения будут больше полученных значений.

Давайте повторим данный расчет, но уже для провода сечением 2,5 мм2.

U=(рl)/s*I=0,0175*100/2,5*15=10,5 В или 4,7%.

Теперь повторим данный расчет, но уже для провода сечением 4 мм2.

U=(рl)/s*I=0,0175*100/4*15=6,5 В или 2,9%.

Согласно ПУЭ, отклонения напряжения в линии должны составлять не более 5%.

Поэтому в нашем случае нужно выбирать кабель сечением 2,5 мм2 для нагрузки мощностью 3,3 кВт (15 А), а не 1,5 мм2.

Для постоянного тока такие сечения при указанных длинах использовать нельзя. Допусти, что необходимо запитать электроприбор током 15 А от источника постоянного тока 12 В (например, от аккумулятора или понижающего трансформатора). Используется кабель сечением 2,5 мм2 длинной 50 м.

Потери тут будут 10,5 В. Это значит, что на входе в электроприбор будет присутствовать напряжение 12-10,5=1,5 В. Это бред и ничего работать не будет. Даже кабель сечением 25 мм2 не спасет. Тут выход один - это нужно переносить источник питания ближе к потребителю.

Если ваша розетка находится очень далеко от щитка, то обязательно посчитайте потери напряжения в данной линии.

Не забываем улыбаться:

Звонок мужу в командировку:
- Дорогой, а почему в кране нет воды?
- Понимаешь, мы живем на 22 этаже и давления, которое создает насос возможно недостаточно...
- Милый, а почему газа нет?
- Понимаешь, сейчас зима и давление в магистральном газопроводе вследствие большого разбора несколько понижено. ..
- Родной, но почему же тогда нет электроэнергии?!
- Пойди заплати за коммуналку, дура!

Расчет падения напряжения в кабеле рассчет и мероприятия

Ed Valitov 26.11.2018

Доброго дня, уважаемые гости и читатели нашего блога! Сегодня мы хотели бы рассказать Вам о том, как выбрать электрический провод для системы энергоснабжения объекта так, чтобы

не пришлось кусать локти, сетуя на скачки напряжения или нехватку мощности для одновременного питания всего комплекса оборудования.

Основной акцент в этом деле делаем на диаметр провода для проходящего по нему тока, и расчет падения напряжения в кабеле как раз и призван решить эту задачу.

Давайте вместе выясним, как производится расчет, а также узнаем, каким образом можно увеличить показатель силового напряжения электрической сети, повысив тем самым безопасность электроустановок.

Содержание статьи

Что нам нужно знать?

Всем известно, что кабельная проводка передает электроэнергию от источника – линии электропередачи – к конечному потребителю – жилым, административным зданиям, строительным объектам и т.п.

При движении тока по металлическому проводу часть энергии теряется в нем из-за сопротивления току самого металла.

Поэтому потребителю достается не та часть электричества, которая отошла от источника, а несколько меньшая с учетом потерь при движении тока.

Для обеспечения оптимального распределения нагрузки и стабильности напряжения провод для электрической сети необходимо выбирать определенного размера – сечения, которое определяет диаметр провода.

Падение напряжения будет также зависеть от длины проводника.

Расчетная величина падения не должна сильно отклоняться от исходного нормативного значения.

При увеличении подключаемой нагрузки также возрастают препятствия для прохождения тока.

Кроме того, при небольшой силе тока увеличивается сопротивление проводника, поэтому происходит падение напряжения, ведь все мы из школы помним математическую зависимость:

I = U / R.

Поэтому, если взять два разных по длине проводника одинакового сечения, то потери выше у более длинного из них.

Следовательно, при прокладке токоведущего кабеля для ЛЭП или других электрических установок основным критерием наряду с сечением проводника выступает его длина.

А можно ли рассчитать эту величину в обычных бытовых условиях, используя подручные средства?

Разумеется, определить снижение напряжения мы сможем тремя способами:

  • Используя два вольтметра, производим замер этой величины в на концах кабеля.
  • Измеряем напряжение последовательно на разных участках провода. При этом методе показания могут быть не объективными, т.к. возможно изменение нагрузки или условий работы сети.
  • Подключаем один электроприбор параллельно замеряемому кабелю. Здесь также возможны погрешности, потому что длинные соединительные провода способны влиять на искомую характеристику.

Важно. Значение этой величины может быть минимальным — от 0,1 В. Советуем применять для измерения приборы не ниже класса точности 0,2.

Причины падения напряжения

В большинстве случае для монтажных работ выбор останавливают на жилах двух сортов металла. Это:

  1. медь;
  2. алюминий.

Они защищены изоляционной обмоткой.

Реже применяют термоусадку для самостоятельной изоляции жильных проводов.

То есть задача изоляции – создать диэлектрическую оболочку для проводника,

потому как в одном кабеле все провода лежат очень плотно друг к другу.

При протяженных линиях сердечники под обмоткой создают некоторый заряд с ёмкостным сопротивлением, по причине чего и возникает падение напряжения.

Оно происходит по следующему алгоритму.

  1. Проводящая жила под воздействием тока греется, затем создается ёмкостное реактивное сопротивление.
  2. Преобразования в элементах цепи делают мощность электрической энергии индуктивной.
  3. Сопротивление каждой фазы всей цепи возникает из-за резистивного сопротивления проводов.
  4. Каждая токопроводящая жила имеет полное сопротивление при подключении кабеля на токовую нагрузку.
  5. Если используются три фазы, то линии тока в них симметричны, нейтральная жила при этом проводит почти нулевой ток.
  6. Полное (комплексное) сопротивление создает потери напряжения, потому что ток в цепи движется с некоторым отклонением за счет реактивного сопротивления.

Данную схему можно представить графически: горизонтальная прямая линия, выходящая из определенной точки – сила тока.

Из той же точки выходит линия входного напряжения U1 и линия выходного напряжения U2, первая под большим, а вторая под меньшим углом к вектору силы тока.

Падение напряжения будет равно геометрической разнице между направлениями U1 и U2.

На рисунке – отрезок AB и есть падение, это гипотенуза треугольника.

Катеты BC и AC – показатели понижения напряжения с учетом реактивного и активного сопротивлений.

Линия AD – это значение энергетических потерь.

Эту схему удобно применять, когда нет доступного способа описать показатель понижения напряжения математически, т.к. вручную его рассчитывать довольно трудно.

Результат падения напряжения

А что становится результатом этого процесса в фундаментальном смысле?

Давайте посмотрим, что происходит при снижении этой характеристики электрической энергии.

В соответствии с нормативной документацией ПУЭ, потери при движении тока от трансформаторной подстанции до самого отдаленного участка по электрической нагрузке для населенного пункта должны быть не более 9 %.

При этом потери в размере 4 % разрешаются от главного ввода до потребителя электроэнергии, а 5 % – от трансформатора до главного ввода.

В трехфазных коммуникациях нормативный показатель по ГОСТ 29322-2014 составляет 400 В ± 10 % при нормальной эксплуатации линии.

Отклонение этой величины от норматива может приводить к следующим результатам для стационарных объектов или электрических приборов.

  1. Сбои в работе электроустановок, неправильная работа оборудования, выход его из строя, нарушение освещения объекта.
  2. Отключение электроприборов или сбои их корректной работы.
  3. Понижение ускорения вращения у электрических двигателей при старте, потери энергии, отключение устройств при нагреве.
  4. Некорректное распределение электронагрузки от начала линии до удаленного конца провода между объектами потребления.
  5. Работа на 50 % осветительных устройств помещения.

Нормальным значением для потерь при стандартном рабочем режиме электролинии является 5 %.

Эту величину допускается принимать для электросетей на этапе проекта.

Относительно токов большой мощности строятся протяженные электрические магистрали.

Важно. К устройству ЛЭП на всех стадиях предъявляются высокие требования. Поэтому важно просчитывать потери на всех участках магистрали, от главного магистрального пути до линий второстепенного назначения.

Рассчитываем падение напряжения

При вычислении обязательно учитываем активное и реактивное сопротивления, составляющие комплексное (общее) сопротивление цепи, а также мощность.

Формула для расчета этого показателя на участке цепи длиной L выглядит так:

∆U = (P * r0 + Q * x0) * L / Uном,

где

  • P — активная мощность;
  • Q — реактивная мощность;
  • r0 — активное сопротивление;
  • x0 — реактивное сопротивление;
  • Uном — номинальное напряжение.

Как мы сказали выше, на практике допускаются отклонения от нормативного показателя по ПУЭ. Разрешенные пределы отклонения:

  • силовые линии – ±5 %;
  • внутреннее и наружное бытовое освещение – ±5 %;
  • производственное освещение (также для общественных зданий) – от +5 % до -2,5 %.

В итоге вычисления мы получим процентный показатель.

Приведем пример.

Суммарная потребляемая мощность всех приборов в доме – 2 кВт.

Все приборы подключены к сети.

Тогда сила тока I = 2 * 1000/220 = 9 А.

Далее нам необходимо знать формулу расчета потерь напряжения.

Она выглядит следующим образом:

∆U = (I * р * L) / S.

Используя эту формулу, получаем потери в кабеле:

∆U = (I * R / U) * 100 % = 2 (два провода) * 0,0175 / 1,5 * 30 = 0,7 Ом.

                Тогда значение понижения напряжения будет равняться:

∆U = (9 * 0,7 / 220) * 100 % = 2,86 %.

Полученная величина вполне вписывает в нормативный по ПУЭ показатель 5 % отклонения.

Это значение, к тому же, очень выгодно для конечного потребителя, поскольку он получает электроэнергию полной мощности с потреблением электричества более низкого напряжения.

Это позволяет существенно снизить затраты потребителей на электроэнергию.

Еще один способ определения величины потерь напряжения предполагает использование таблицы, которая представлена в профильных методических указаниях для инженеров ЛЭП.

Там учтены все технические качества линии и оборудования, в зависимости от которых можно «достать» значение потерь для определенных условий эксплуатации.

Как уменьшить падение напряжения в электрической сети

При выполнении работ по прокладке кабеля сечение провода, взятое по допустимому понижению, превосходит таковую величину, выбранную по нагреву проводника.

Это приводит к удорожанию электричества для потребителя.

Как уменьшить этот показатель?

Ведь от него зависит итоговая цена за 1 кВт электроэнергии.

Опишем несколько способов сделать это.

 

  • Установить стабилизатор около нагрузки для устойчивости сети.
  • Повысить значение потенциала у начала кабеля, подключившись к отдельному трансформатору.
  • Расположить на небольшом расстоянии от потребителя блок питания или понижающий трансформатор при подключенной нагрузке 12-36 В.

Как уменьшить потери в кабеле

Потери напряжения приводят к дополнительным затратам.

Для того чтобы понизить этот показатель, можно воспользоваться следующими методами.

  • увеличить сечение питающих кабелей;
  • уменьшить количество ломаных линий (поворотов) в проводке, тем самым уменьшив длину маршрута проводника для снижения общего сопротивления;
  • понизить температуру окружающей среды, т.к. при нагревании металла возрастает его сопротивление, охлаждение даст обратный эффект;
  • уменьшить нагрузку на сеть;
  • привести угол между вектором напряжения и вектором силы тока к единице.

Замечание. Для того чтобы понизить сопротивление кабеля, а, соответственно, потери электричества в нем, можно попробовать улучшить вентиляцию в конструкциях кабеля и кабельных лотках.

Дорогие читатели, мы с Вами рассмотрели очередной вопрос, касающийся нашей безопасности в отношении электроснабжения, именно, узнали, как произвести правильный расчет падения напряжения.

Если информация была Вам полезна, порекомендуйте наш блог своим друзьям, подписывайтесь на нас в социальных сетях и будьте всегда под защитой!

Всего Вам хорошего.

Понравилась статья ? Поделитесь с друзьями!

Расчет падения напряжения

Общеизвестно, что потребители электроэнергии должны платить за общее количество киловатт-часов, поставленных электроэнергетической компанией, измеренное соответствующим счетчиком мощности. Однако, поскольку ни один электрический проводник не является идеальным и даже самая качественная проводка имеет сопротивление, часть этого электричества теряется между измерителем мощности и точкой использования.

Что такое падение напряжения?

Одним из основных принципов электротехники является закон Ома, который гласит, что падение напряжения на проводнике или нагрузке эквивалентно произведению тока и сопротивления (V = I x R).Электрический ток определяется нагрузкой в ​​цепи, а сопротивление определяется физическими свойствами проводника.


Получите профессиональный электротехнический проект для своего здания и избежите проблем с напряжением.


Понятие падения напряжения используется для описания разницы между напряжением, подаваемым на источник, и напряжением, измеренным на нагрузке. Факторы, определяющие падение напряжения, приведены в следующей таблице:

КОЭФФИЦИЕНТЫ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

ОПИСАНИЕ

А.Материал проводника

Некоторые материалы являются лучшими электрическими проводниками, чем другие. Например, медь более проводящая, чем алюминий.

B. Диаметр жилы

Более широкий проводник имеет лучшую проводимость, потому что больше материала для переноса электрического тока.

C. Длина проводника

Более длинные проводники имеют более высокое сопротивление, потому что ток должен проходить большее расстояние между источником и нагрузкой.

D. Температура проводника

Температура влияет на проводимость материалов. В зависимости от материала и фактической температуры проводимость может увеличиваться или уменьшаться при дальнейшем повышении температуры.

E. Ток, переносимый проводником

Ток прямо пропорционален падению напряжения. Если ток удваивается, а сопротивление остается неизменным, падение напряжения также удваивается.

F. Соединения в цепи

Соединение представляет собой разрыв материала проводника, и с этим связано контактное сопротивление. Неудовлетворительные соединения связаны с повышенным падением напряжения.

Как можно контролировать падение напряжения?

Поскольку идеального проводника не существует и все материалы обладают электрическим сопротивлением, полностью устранить падение напряжения невозможно. Однако есть много способов минимизировать его:

  1. Повышение эффективности системы
    При неизменной нагрузке повышение эффективности электрического оборудования снижает потребление энергии. Поскольку напряжение питания постоянно, повышенная эффективность приводит к меньшему току и снижению падения напряжения.
  2. Поиск и устранение неисправностей
    Некоторые электрические проблемы вызывают ненужное увеличение тока или сопротивления, что приводит к более высокому падению напряжения. Как только эти проблемы будут решены, падение напряжения вернется в норму.
  3. Корректировка сечения проводов
    Если проводники в цепи были выбраны неправильно, на них может наблюдаться значительное падение напряжения. При выборе проводов важно учитывать такие факторы, как ток полной нагрузки, температура окружающей среды и количество проводников в кабелепроводе.
  4. Централизованное электрическое распределение
    Если главный электрический вал и распределительные щиты расположены близко к центру здания, проводка должна проходить меньшие расстояния, чтобы охватить различные нагрузки.Такой тип компоновки сводит к минимуму падение напряжения. С другой стороны, когда электрический вал и панели расположены на одном конце здания, цепи должны пересекать всю конструкцию, чтобы достичь нагрузок на противоположной стороне.
  5. Сбалансированное распределение нагрузки
    В крупных коммерческих зданиях обычно используются трехфазные цепи с тремя токоведущими проводниками, как следует из их названия. Если одна фаза слишком нагружена, она также будет испытывать больший ток и большее падение напряжения по сравнению с другими фазами.

Это особые меры, которые могут быть применены для уменьшения падения напряжения. В общем, любая мера, которая обеспечивает любой из следующих эффектов, является жизнеспособной, если это разрешено Электрическим кодексом Нью-Йорка:

  • Уменьшение тока нагрузки
  • Увеличение диаметра жилы
  • Увеличение количества параллельных проводов
  • Уменьшение длины проводника
  • Понижение температуры проводника

Допустимое падение напряжения в соответствии с NEC, издание

2011 г.

Национальный электротехнический кодекс NFPA (NEC), который является основой Электротехнического кодекса Нью-Йорка, устанавливает два условия для допустимого падения напряжения в электрических установках:

  • Максимально допустимое напряжение в ответвленной цепи составляет 3 процента, измеренное между соответствующей электрической панелью и самой дальней розеткой, обеспечивающей питание, обогрев, освещение или любую комбинацию таких нагрузок.
  • Максимальное суммарное падение напряжения на главных фидерах и ответвленных цепях составляет 5 процентов, измеренное от служебного подключения до самой дальней розетки.

Считается, что эти уровни падения напряжения обеспечивают разумную эффективность работы. Важно отметить, что при увеличении размеров проводников цепи для компенсации падения напряжения необходимо соответственно увеличить провод заземления оборудования.

Как рассчитать падение напряжения

Важно отметить, что формула падения напряжения меняется в зависимости от количества фаз в цепи (однофазные или трехфазные).В следующих уравнениях используются следующие переменные:

  • Z = полное сопротивление проводника (Ом на 1000 футов или Ом / км)
  • I = ток нагрузки (амперы)
  • L = Длина (фут)
ВИД УСТАНОВКИ ФОРМУЛА ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Однофазная система

Трехфазная система

В падение = 2 x Z x I x L / 1000

Падение В = 1,73 x Z x I X L / 1000

Формулы делятся на 1000, поскольку стандартные значения импеданса предоставляются для каждых 1000 футов.Таким образом, они преобразуются в Ом на фут. В главе 9 NEC приведены свойства проводников, рассчитанные на номинальную температуру 75 ° C.

Для демонстрации процедуры предположим, что однофазная цепь на 120 В пропускает ток 22 А, где полное сопротивление проводника составляет 1,29 Ом на 1000 футов, а длина цепи составляет 50 футов. Падение напряжения будет:

  • Падение напряжения = (2 x 1,29 Ом / kft x 22A x 50 футов) / 1000 = 2,84 В
  • Падение напряжения в процентах = 2,84 В / 120 В = 0.0237 = 2,37%

Если имеется более одного проводника на фазу, приведенный выше расчет необходимо разделить на количество проводов на фазу, поскольку сопротивление уменьшается. Например, если в приведенном выше примере на каждую фазу приходится два проводника, сопротивление уменьшается вдвое, и падение напряжения будет 1,42 В (1,18%).

Как выбрать размер провода?

Процедура, описанная выше, может быть изменена для выбора сечения проводника в зависимости от допустимого падения напряжения. Предположим, что цепь соответствует следующим условиям:

  • Рабочее напряжение = 120 В
  • Конфигурация: однофазный
  • Ток = 25 А
  • Длина = 100 футов

Формулу падения напряжения можно изменить следующим образом, чтобы рассчитать необходимое полное сопротивление.

  • Падение напряжения = 2 x Z x I x L / 1000
  • Z = (1000 x падение напряжения) / (2 x I x L)

Подставляя указанные выше значения в формулу, получаем следующий результат:

  • Допустимое падение напряжения = 120 В x 3% = 3,6 В
  • Z = (1000 x 3,6 В) / (2 x 25 A x 100 футов) = 0,72 Ом / кВт

В соответствии с требованиями NEC, приведенными в таблице 8 главы 9, для удержания падения напряжения ниже 3% требуется размер проводника AWG №6 (0,510 Ом / kft). Следующий размер - AWG # 8, но его сопротивление слишком велико (0.809 Ом / kft), а падение напряжения превысит 3%.

Прокладка нескольких проводников в кабелепроводах, кабелях или кабельных каналах

Таблицы NEC с 310.16 по 310.19 предоставляют допустимые значения силы тока максимум для трех проводов в кабелепроводе, кабеле или кабелепроводе. Когда количество проводников равно четырем или более, допустимая допустимая нагрузка снижается, как показано в следующей таблице:

КОЛИЧЕСТВО ТОКОПРОВОДНИКОВ

ПРОЦЕНТ ЗНАЧЕНИЯ МОЩНОСТИ

4-6

7-9

10-20

21-30

31-40

41 или более

80%

70%

50%

45%

40%

35%

Проводники должны иметь достаточную допустимую силу тока для нагрузки в соответствии с таблицами 310. От 16 до 310,19, при этом падение напряжения ниже максимально допустимого значения 3%. Также обратите внимание, что номинальная допустимая нагрузка снижается, когда несколько проводов проложены вместе. Чтобы электрическая установка соответствовала нормам, необходимо проверить все три фактора.

Сводка

NEC рекомендует максимальное падение напряжения 5% на фидерах и ответвленных цепях и 3% только на ответвленных цепях. Считается, что такой уровень падения напряжения обеспечивает правильные условия для оптимальной работы оборудования.Обратите внимание, что максимально допустимый уровень падения напряжения - это не мера безопасности, а мера производительности.

Калькулятор падения напряжения - для одно- и трехфазных систем переменного и постоянного тока

Спасибо для посещения NoOutage.com, чтобы воспользоваться нашим бесплатным калькулятором падения напряжения.

Пока вы здесь, пожалуйста, ознакомьтесь с нашими специальными предложениями по всем видам резервного питания сопутствующие товары, такие как ...

* ручные переключатели

* автоматические резервные генераторы

* автоматические переключатели

* измерения и приборы

* системы ИБП

Устали платить за растущие тарифы на электроэнергию? Мы также продаем продукты альтернативной энергетики, в том числе...

* микрогидроэлектрические системы

* ветроэнергетические установки

* солнечные

Готовы ли ВЫ к следующему отключение электричества?

Используйте этот калькулятор для оценки падения напряжения на кабеле для подбора проводов. В расчетах принимаются медные или алюминиевые проводники без покрытия. работает при выбранной температуре и основывается на переменном / постоянном токе сопротивление или импеданс из NEC 2011 Глава 9, Таблицы 8 и 9 для многожильных проводов работает от сети постоянного или переменного тока 60 Гц.Вместо того, чтобы использовать коэффициент k или «Эффективное Z» в Таблице 9 этот метод основан на фактическом сопротивлении переменному току. и значения реактивного сопротивления из таблицы. Входной ток нагрузки фиксирован, как и напряжение базовой системы. Падение напряжения в кабеле рассчитывается по закону Ома. где V падение = I нагрузка x R кабель . Падение в процентах составляет V падение / V система x 100.Для систем переменного тока сопротивление используется вместо кабеля постоянного тока R . Эта методология аналогична примерам, приведенным после таблицы 9 NEC.

допустимая нагрузка для каждого размера проводника, показанная для справки в раскрывающемся меню ниже, основана на NEC. 2011 г. Таблица 310.15 (B) (16) для изолированных проводов 60C с номинальным напряжением от 0 до 2000 В, но не более чем три токоведущих проводника в кабельном канале, кабеле или заземлении с температура окружающей среды 30 ° C (86 ° F).

Обратите внимание, что фактическая допустимая нагрузка и падение напряжения для вашего приложение может отличаться от этих результатов, но в большинстве случаев будет очень близко к показанные здесь.

В данном документе используются единицы американского калибра проводов (AWG) и Английский (футы).

Обратите внимание: для запуска этого калькулятора должны быть включены сценарии JavaScripts. в вашем браузере.

Нажмите здесь, чтобы альтернативный калькулятор, который также включает трансформатор и нагрузку двигателя.

ПРИМЕЧАНИЯ:

  1. Примеры параллельных прогонов: Однофазная система 120/240 В с одиночными черно-красно-белыми проводниками (установлен в одном кабелепроводе) выберите «одиночный комплект проводников», 120 / 208В, 3-фазная система с 2 проводников на фазу и нейтраль (установлены в 2 параллельных кабелепроводах) выберите «2 проводника на фазу в параллельный », система постоянного тока с 3 положительными и 3 отрицательными проводниками выбор «3 проводника на фазу параллельно».

  2. Падение напряжения для систем переменного тока не должно превышать более 5% при полной нагрузке. Это рекомендуется NEC 210.19 (A) (1) Информационная записка № 4, которая устанавливает ограничение в 3% для филиала. схем и NEC 215.2 (A) (4) Информационная записка № 2, в которой говорится, что 3% лимит для кормушек. Оба они устанавливают ограничение в 5% для обоих. Падение может быть значительно больше во время скачков напряжения или пуска двигателя - иногда от 15% до 25% диапазона, если другие устройства в системе могут выдержать этот кратковременный окунать.Падение напряжения в системах постоянного тока должно быть минимальным. или менее 2%.

  3. Для большинства систем 120/240 В, использующих кабели адекватная амплитуда тока, падение напряжения не вызывает беспокойства, если длина кабеля не является подходящей. более ста футов. Общее практическое правило - проверять падение напряжения. когда длина односторонней цепи в футах превышает напряжение системы номер. Следовательно, используя это правило, можно проверить падение напряжения 240 В. система, если длина цепи превышает 240 футов.

  4. Для уточнения расчета рабочую температуру проводника можно оценить следующим образом: Если рабочий ток равен допустимой нагрузке, указанной в таблицах NEC 310.15, тогда температура может соответствовать рейтингу столбца таблицы. Если операционная ток меньше указанной допустимой нагрузки, тогда температура будет меньше. Поскольку нагрев проводника равен потерям I 2 x R, а нагрев пропорционален повышению температуры проводника, тогда рабочая температура будет примерно (I рабочая / I допустимая нагрузка ) 2 x (T рейтинг - 30C) + 30C.Например, нагрузка 50 А с использованием Для медного проводника с номиналом 75C требуется # 8 AWG согласно таблице 310.15 (B) (16). Если размер провода увеличен до # 6 AWG из-за падения напряжения, затем рабочая температура проводника будет (50A / 65A) 2 x (75C - 30C) + 30C = 57C. Это приводит к небольшому снижению напряжения. drop и может быть полезен для маржинальных расчетов.

  5. Все ссылки на NEC см. Национальную ассоциацию противопожарной защиты, NFPA 70 , Национальный электрический кодекс .или Национальный электротехнический кодекс Справочник.

Дополнительная информация о напряжении падение на основе стандартов IEC доступно в Schneider Руководство по установке электрооборудования.

ОБНОВЛЕНИЕ
: 4.11.2009 3-фазный% расчет был скорректирован в 1,732 раза.
ОБНОВЛЕНИЕ: 25.09.2013 добавлено # 16 AWG; экстраполированные значения переменного тока
ОБНОВЛЕНИЕ: 27 апреля 2018 добавлено 850 В, 1000 В и 1500 В для солнечных систем постоянного тока ОБНОВЛЕНИЕ
: 16.10.2018 добавлено 70 В, 80 В, 90 В для систем постоянного тока ОБНОВЛЕНИЕ
: обновлено 25 февраля 2019 г. и добавлены ссылки NEC, расширены описание методологии, добавлено ПРИМЕЧАНИЕ 4 и ПРИМЕЧАНИЕ 5.ОБНОВЛЕНИЕ
: 4/3/2019 добавлено больше вариантов напряжения между 120 и 208 для солнечных систем постоянного тока

Падение напряжения: выбор правильного кабеля для длительной эксплуатации

Надежность не может быть осязаемым элементом, установленным рядом с новой печью или подключенным к док-крану, но, тем не менее, это важный «аксессуар», который может означать разницу между сверхурочной работой и потерянным временем; на складе и на складе; идеально подходит. Наклейка «ненадежный» может означать крах для бизнеса, независимо от того, что вы делаете, устанавливаете или обслуживаете.Вот почему так важно понимать простые, но часто упускаемые из виду проблемы, такие как падение напряжения в устройствах.


Что такое падение напряжения?

Падение напряжения - это снижение напряжения в электрической цепи между источником и нагрузкой. Провода, по которым проходит электричество, обладают внутренним сопротивлением или сопротивлением току. Падение напряжения - это величина потери напряжения в цепи из-за этого импеданса.

Для того, чтобы оборудование работало должным образом, оно должно быть снабжено необходимой мощностью, которая измеряется в ваттах и ​​рассчитывается путем умножения силы тока (ампер) на напряжение (вольт).Двигатели, генераторы, инструменты - все, что работает на электричестве - рассчитано на мощность. Правильная мощность позволяет оборудованию соответствовать проектной мощности и работать эффективно. Слишком большое или недостаточное количество энергии может привести к неэффективной работе, неэффективному использованию энергии и даже к повреждению оборудования. Вот почему так важно понимать расчет падения напряжения и выбирать правильный кабель для каждого приложения.

Национальный электротехнический кодекс (NEC) каталогизирует требования к безопасному электрическому оборудованию и представляет собой основной руководящий документ в США.Эти кодексы служат руководством как для обученных специалистов, так и для конечных пользователей, они закладывают основу для проектирования и проверки электрических установок. Так как же Кодекс решает проблемы падения напряжения? Для ответвлений см. NEC (NFPA 70) Раздел 215.2 (A) (3) сноска 2 и Раздел 210.19 (A) (1) сноска 4. Оба советуют, что проводники для фидеров, ведущих к жилым блокам, должны быть такого размера, чтобы предотвратить превышение падения напряжения. 3%, а максимальное общее падение напряжения как на фидерах, так и в ответвленных цепях не должно превышать 5% для «разумной эффективности работы».”

Кроме того, обращайтесь к разделу 647.4 (D) NEC (NFPA 70) при работе с чувствительным электронным оборудованием. В нем указано, что падение напряжения в любой ответвленной цепи не должно превышать 1,5%, а общее падение напряжения на проводниках ответвления и фидера не должно превышать 2,5%. Важно отметить, что большая часть производимого сегодня оборудования содержит электронику, которая особенно чувствительна к чрезмерному падению напряжения.

Ampacity - пропускная способность кабеля по электрическому току - также связана с падением напряжения.В Кодексе подчеркивается важность учета падения напряжения при рассмотрении номинальной допустимой нагрузки кабеля и необходимость удовлетворения обоих требований. Раздел 310.15 (A) (1) NEC гласит, что в таблицах допустимой нагрузки не учитывается падение напряжения.


Как рассчитывается падение напряжения?

Для постоянного тока падение напряжения пропорционально величине протекающего тока и сопротивлению провода. В цепях переменного тока также необходимо учитывать полное сопротивление и коэффициент мощности (коэффициент потерь мощности).Поскольку сопротивление провода зависит от размера провода, материала и длины участка, важно выбрать правильный размер провода для длины участка, чтобы поддерживать падение напряжения на желаемом уровне.

Воспользуйтесь следующей историей расчета падения напряжения, чтобы упростить расчет падения напряжения.

Эта таблица упрощает и упрощает расчет проектного падения напряжения. Например, предположим, что ваш проект включает в себя 100-футовый участок провода 12/3 SOOW, линейный ток 12 А для оборудования, линейную цепь 120 В переменного тока, 3 фазы, коэффициент мощности 100%.Согласно таблице вычислений коэффициент равен 3190. Затем умножьте текущее значение на расстояние (футы) на коэффициент: 12 x 100 x 3190 = 3 828 000. Наконец, поместите десятичную дробь перед шестью последними цифрами, и результатом будет потеря напряжения или падение напряжения, которое в этом примере равно 3,8 вольт (3,2% от общего напряжения).

Поэтому, чтобы гарантировать надежность ваших продуктов, установок или обращений в службу поддержки, обязательно учитывайте падение напряжения при выборе кабеля. Хотя это в первую очередь неприятная проблема, падение напряжения может повлиять на эффективность оборудования, энергопотребление и вызвать потенциальный ущерб чувствительной электронике и другим системам.К счастью, этих проблем легко избежать, особенно если вы полагаетесь на нормы и стандарты NEC, касающиеся падения напряжения: каждый из них предоставляет полезные рекомендации по обеспечению успеха вашего приложения.

Выбрав кабель с правильными характеристиками падения напряжения, вы оптимизируете работу подключенного оборудования, повысите эффективность и предотвратите повреждение оборудования. И это неплохая расплата как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.


Размер провода Коэффициент мощности% Однофазный 90AC 80 Трехфазный переменный ток постоянного тока
14 AWG 100 5880 5090 5880
90 5360 4640
80 4790 4150
70 4230 3660
60 3650 3160
12 AWG 100 3690 3190 3690
90 3380 2930
80 3030 2620
70 2680 2320
60 2320 2010
10 AWG 100 2320 2010 2820
90 2150 1861
80 1935 1675
70 1718 1487
60 1497 1296
8 AWG 100 1462 1265 1462
90 1373 1189
80 1248 1081
70 1117 969
60 981 849
6 AWG 100 918 795 918
90 882 764
80 812 703
70 734 636
60 653 565
4 AWG 100 578 501 578
90 571 494
80 533 462
70 489 423
60 440 381
2 AWG 100 367 318 363
90 379 328
80 361 313
70 337 292
60 309 268
1 AWG 100 291 252 288
90 311 269
80 299 259
70 284 246
60 264 229
1/0 AWG 100 233 202 229
90 257 222
80 252 218
70 241 209
60 227 106
2/0 AWG 100 187 162 181
90 213 184
80 212 183
70 206 178
60 196 169
3/0 AWG 100 149 129 144
90 179 155
80 181 156
70 177 153
60 171 148
4/0 AWG 100 121 104 114
90 152 131
80 156 135
70 155 134
60 151 131
250 тысяч кубометров 100 102 89 97
90 136 117
80 143 123
70 143 124
60 141 122
300 тысяч кубометров 100 86 75 81
90 121 104
80 128 111
70 131 113
60 130 113
350 тыс. Кг 100 74 64 69
90 109 95
80 118 102
70 122 105
60 122 106
400 тыс. Кг 100 66 57 60
90 101 88
80 111 96
70 115 99
60 116 101
500 тыс. Куб. М 100 54 47 48
90 89 78
80 99 86
70 105 91
60 108 93
600 тыс. Кг 100 47 41 40
90 83 72
80 93 81
70 99 86
60 103 89
750 тыс. Кг 100 39 34 32
90 75 65
80 86 75
70 93 81
60 97 84
1000 тыс. Кг 100 31 27 24
90 67 58
80 79 68
70 86 75
60 91 78

Майк Холт Расчет падения напряжения

Часть ПЕРВАЯ

Целью Национального электротехнического кодекса является практическая защита людей и имущества от опасностей, связанных с использованием электричества.NEC обычно не считает падение напряжения проблемой безопасности. В результате NEC содержит шесть рекомендаций (примечания к мелкому шрифту), которые проводники цепи должны быть достаточно большими по размеру, чтобы может быть обеспечена эффективность работы оборудования. Кроме того, NEC имеет пять правил, по которым проводники должны иметь размер, соответствующий напряжению. падение проводов цепи.

Примечания мелким шрифтом в NEC предназначены только для информационных целей и не подлежит исполнению инспекционным органом [90-5 (c)].Однако раздел 110-3 (b) требует, чтобы оборудование было установлено в соответствии с оборудованием. инструкции. Поэтому электрооборудование необходимо устанавливать так, чтобы он работает в пределах своего номинального напряжения, указанного производителем. Рисунок 1.

Комментарий автора: Рисунки не размещаются в Интернете.

Из-за падения напряжения в проводниках цепи рабочее напряжение у электрооборудования будет меньше выходного напряжения силового поставлять.Индуктивные нагрузки (например, двигатели, балласты и т. Д.), Работающие при напряжение ниже номинального может привести к перегреву, что приведет к сокращению времени работы оборудования. срок службы и повышенная стоимость, а также неудобства для заказчика. Пониженное напряжение для чувствительного электронного оборудования, такого как компьютеры, лазерные принтеры, копировальные машины и т. д. могут вызвать блокировку оборудования или внезапное отключение питания. вниз, что приведет к потере данных, увеличению стоимости и возможному отказу оборудования. Резистивные нагрузки (нагреватели, лампы накаливания), работающие при пониженном напряжении. просто не обеспечит ожидаемую номинальную выходную мощность, рисунок 1.

Комментарий автора: Падение напряжения на проводниках может вызвать накаливание. мигание освещения при работе с другими приборами, оргтехникой или отоплением и системы охлаждения включаются. Хотя некоторых это может раздражать, это не опасно и не нарушает NEC.

РЕКОМЕНДАЦИИ NEC

Национальный электротехнический кодекс содержит шесть примечаний, напечатанных мелким шрифтом, для предупреждения Сообщите пользователю, что оборудование может повысить эффективность работы, если учитывается падение напряжения на проводнике.

1. Ответвительные цепи. Настоящая FPN рекомендует, чтобы проводники ответвлений иметь размер, предотвращающий максимальное падение напряжения до 3%. Максимальное общее напряжение падение для комбинации ответвительной цепи и фидера не должно превышать 5%. [210-19 (а) ФПН № 4], рис. 2.

2. Фидеры. Настоящая FPN рекомендует выбирать размеры фидеров. для предотвращения максимального падения напряжения на 3%. Максимальное полное падение напряжения для комбинации ответвления и фидера не должно превышать 5%.[215-2 (d) ФПН № 2], рис. 2.

Пример: Какое минимальное рабочее напряжение, рекомендованное NEC для Нагрузка 120 В, подключенная к источнику 120/240 В, рисунок 3 (8-11).

(а) 120 вольт (b) 115 вольт (c) 114 вольт (г) 116 вольт

Ответ: (c) 114 В Максимальное рекомендуемое падение напряжения на проводе как для фидера, так и для ответвленной цепи составляет 5 процентов от источника напряжения; 120 вольт x 5% = 6 вольт.Рабочее напряжение на нагрузке определяется путем вычитания падения напряжения на проводнике из источника напряжения, 120 вольт - падение 6 вольт = 114 вольт.

3. Услуги - Интересно, что нет рекомендуемого падения напряжения. для сервисных проводников, но эта FPN напоминает пользователю Кодекса о необходимости учитывать падение напряжения на служебных проводниках [230-31 (c) FPN].

Комментарий автора: Падение напряжения на проводах с длительным сроком службы может вызвать лампы накаливания в здании мигают при включении бытовой техники, отопления или включаются системы охлаждения.Для получения информации о том, как решить или уменьшить мерцание ламп накаливания, перейдите по адресу: www.mikeholt.com/Newsletters.

4. Максимально допустимая нагрузка проводника. Эта FPN определяет тот факт, что перечисленные в таблице 310-16, не учитывают падение напряжения [310-15 ФПН №1].

5. Фазовые преобразователи - Фазовые преобразователи имеют свои собственные рекомендации. падение напряжения от источника питания к фазовому преобразователю должно не превышает 3% [455-6 (a) FPN].

6. Парковки для транспортных средств для отдыха - для транспортных средств для отдыха есть рекомендации. чтобы максимальное падение напряжения на проводниках параллельной цепи не превышало 3% и комбинация ответвления и фидера не более 5% [210-19 (а) ФПН № 4 и 551-73 (г) ФПН].

ТРЕБОВАНИЯ NEC

Национальный электротехнический кодекс также содержит пять правил, требующих проводники должны быть увеличены в размере, чтобы компенсировать падение напряжения.

Заземляющие проводники - это правило гласит, что если проводники цепи увеличены в размерах для компенсации падения напряжения, заземление оборудования проводники также должны быть увеличены в размерах [250-122 (b)].

Комментарий автора: Если, однако, провода цепи не увеличить по размеру, чтобы учесть падение напряжения, то заземляющий провод оборудования не требуется, чтобы он был больше, чем указано в Таблице 250-122.

Кино / Телестудия - Проводник ответвления для Системы 60/120 вольт, используемые для снижения шума при производстве аудио / видео или другая подобная чувствительная электроника для киностудий и телестудий не должно превышать 1.5%, а суммарное падение напряжения фидера и проводники параллельной цепи не должны превышать 2,5% [530-71 (d)]. Кроме того, FPN № 1 в соответствии с разделом 530-72 (b) напоминает пользователю Кодекса об увеличении размера заземляющего проводника в соответствии с Разделом 250-122 (b).

Пожарные насосы - Рабочее напряжение на выводах пожарного насоса. Контроллер не должен быть менее 15% от номинального напряжения контроллера. при запуске двигателя (ток заторможенного ротора).Кроме того, действующие напряжение на выводах электродвигателя пожарного насоса должно быть не менее 5% от номинального напряжения двигателя, когда двигатель работает на 115 процентов от номинального тока полной нагрузки [695-7].

Комментарий автора: в следующем месяце в этой статье я приведу примеры и графики, демонстрирующие применение правил NEC по падению напряжения.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕПАДА НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПИ

Когда проводники цепи уже установлены, напряжение падение на проводниках может быть определено одним из двух методов: Ом закон или формула ВД.

Метод закона Ома - только однофазный

Падение напряжения на проводниках цепи можно определить умножением ток цепи по общему сопротивлению проводников цепи: VD = I x R. «I» равно нагрузке в амперах, а «R» равно сопротивлению проводника, указанному в главе 9, таблица. 8 для цепи постоянного тока или в главе 9, таблице 9 для переменного тока. токовые цепи.Метод закона Ома нельзя использовать для трехфазного схемы.

120 вольт Пример: каково падение напряжения на двух проводниках № 12, которые подайте нагрузку 16 ампер, 120 вольт, которая находится в 100 футах от источника питания питания (200 футов провода), рис. 4.

(а) 3,2 вольт (б) 6,4 вольт (c) 9,6 вольт (г) 12,8 В

Ответ: (б) 6,4 вольт

Падение напряжения = I x R

«I» равно 16 ампер

«R» равно 0.4 Ом (Глава 9, Таблица 9: (2 Ом / 1000 футов) x 200 футов

Падение напряжения = 16 ампер x 0,4 Ом

Падение напряжения = 6,4 В, (6,4 В / 120 В = падение на 5,3%)

Рабочее напряжение = 120 В - 6,4 В

Рабочее напряжение = 113,6 В

Комментарий автора: Падение напряжения на 5,3% для указанной выше параллельной цепи. превышает рекомендации NEC на 3%, но не нарушает NEC, если нагрузка 16 А не рассчитана ниже 113.6 вольт [110-3 (б)].

, однофазный, 240 вольт Пример: какое рабочее напряжение у 44 ампер, 240 вольт, однофазная нагрузка, расположенная в 160 футах от щитка, если он соединен проводниками № 6, рисунок 5?

(а) 233,1 вольт (b) 230,8 вольт (c) 228,4 вольт (г) 233,4 В

Ответ: (а) 233,1 вольт

Падение напряжения = I x R

«I» равно 44 амперам

«R» равно 0.157 Ом (Глава 9, Таблица 9: (0,49 Ом / 1000 футов) x 320 футов

Падение напряжения = 44 ампера x 0,157 Ом

Падение напряжения = 6,9 В, (6,9 В / 240 В = падение на 2,9%)

Рабочее напряжение = 240 В - 6,9 В

Рабочее напряжение = 233,1 В

Падение напряжения по методу формул

Когда проводники цепи уже установлены, напряжение падение проводов можно определить с помощью одного из следующих формулы:

VD = 2 x K x Q x I x D / CM - однофазный

ВД = 1.732 x K x Q x I x D / CM - трехфазный

«VD» = падение напряжения: падение напряжения на проводниках цепи. как выражено в вольтах.

«K» = Постоянный ток постоянного тока: это постоянная, которая представляет сопротивление постоянному току для проводника в тысячу круглых мил длиной в тысячу футов, при рабочей температуре 75º. C. Постоянное значение постоянного тока, используемое для меди, составляет 12,9 Ом. и 21.Для алюминиевых проводников используется 2 Ом. Константа «К» подходит для цепей переменного тока, где жилы не превышает № 1/0.

«Q» = Коэффициент регулировки переменного тока: Переменный ток цепи № 2/0 и выше должны быть отрегулированы с учетом эффектов самоиндукции. (скин-эффект). Коэффициент корректировки «Q» определяется путем деления сопротивление переменному току, как указано в таблице 9 главы 9 NEC, на сопротивление постоянному току, как указано в главе 9, таблица 8.

«I» = Амперы: нагрузка в амперах при 100 процентах, а не 125 процентов для двигателей или постоянных нагрузок.

«D» = Расстояние: расстояние, на котором нагрузка находится от источника питания. питания, а не общую длину проводников цепи.

«CM» = Circular-Mils: Круговые милы проводника цепи. как указано в главе 9, таблица 8.

Однофазный пример: каково падение напряжения на проводе № 6 который обеспечивает однофазную нагрузку 44 А, 240 В, расположенную на расстоянии 160 футов из щитка, рисунок 6?

(а) 4.25 вольт (b) 6,9 вольт (c) 3 процента (г) 5 процентов

Ответ: (б) 6,9 вольт

VD = 2 x K x I x D / CM

K = 12,9 Ом, медь

I = 44 ампера

D = 160 футов

CM = No. 6, 26 240 круговых милов, Глава 9, Таблица 8

VD = 2 провода x 12,9 Ом x 44 А x 160 футов / 26240 круглых мил

VD = 6.9 В (6,9 В / 240 В = падение на 2,9%)

Рабочее напряжение = 240 В - 6,9 В

Рабочее напряжение = 233,1 В

Трехфазный Пример: Трехфазная нагрузка 208 В, 36 кВА расположена 80 футов от щитка и соединен алюминиевыми проводниками №1. Какое падение напряжения в проводниках до отключения оборудования, Рисунок 7?

(а) 3,5 вольт (б) 7 вольт (c) 3 процента (г) 5 процентов

Ответ: (а) 3.5 вольт

VD = 1,732 x K x I x D / CM

K = 21,2 Ом, алюминий

I = 100 ампер

D = 80 футов

CM = № 1, 83690 круговых милов, глава 9, таблица 8

VD = 1,732 x 21,2 Ом x 100 ампер x 80 футов / 83690 круглых мил

VD = 3,5 В (3,5 В / 208 В = 1,7%)

Рабочее напряжение = 208 В - 3,5 В

Рабочее напряжение = 204,5 В

Надеюсь, это краткое резюме было полезным.Если вы хотите узнать больше о по этой теме, посетите наш семинар или закажите видео для домашнего обучения программа сегодня.

Понимание расчета Нехера-МакГрата и возможности Кондукторы

Теплопередача

Ключ к пониманию допустимой нагрузки - это понимание теплопередачи. В определение допустимой нагрузки дается в Национальном электротехническом кодексе (NEC) как " ток в амперах, который проводник может нести непрерывно в условиях использовать, не превышая его температурный рейтинг."Чтобы лучше понять допустимую нагрузку нам необходимо изучить, как передается тепло и как тепловые цепи в относительно проводника с током.

Когда ток проходит по проводнику, он должен проходить через электрическое сопротивление проводника. Когда это происходит, выделяется тепло. Одна единица тепла, ватт, может быть вычислена как квадрат, умноженный на R, где R равно электрическое сопротивление проводника в омах и I равно току в амперы. Тепло, выделяемое в проводнике, проходит через несколько тепловых барьеры конвекцией, проводимостью и излучением и рассеиваются в воздухе.Возможными тепловыми барьерами являются изоляция жилы, воздух внутри воздуховода, стенку воздуховода, грунт вокруг подземного воздуховода и любые дополнительные нанесена теплоизоляция типа полиуретана.

Передача тепла подчиняется фундаментальному закону физики, а теплоотдача всегда течет от более теплого объекта к более холодному, как поток тепла изнутри дома через стены наружу в холодный день. В скорость теплопередачи зависит от нескольких переменных и может быть описана как тепловое уравнение, которое очень похоже на закон Ома (E = IxR), заменяя тепло для тока и термического сопротивления для электрического сопротивления.В жару уравнение переноса скорость теплопередачи напрямую зависит от разница в температуре между проводником, называемым ТС, и окружающей средой температура называется ТА. В уравнении теплопередачи TC-TA = (IxIxR) x RCA, где I - ток в амперах, R - электрическое сопротивление в омах, RCA - термическое сопротивление. сопротивление в градусах Цельсия-см / ватт обычно называют термо-ом-футами. TC это максимально допустимая рабочая температура в градусах Цельсия дирижер. TA - температура окружающего воздуха или почвы для подземных инсталляции.Решение для I:

Допустим, что тепло, в данном случае IxIxR, будет представлено буквой W и термическим сопротивление, RCA, через R с линией над ним, мы можем нарисовать тепловую цепь, которая похожа на электрическую схему.


Уравнение Нехера-МакГрата

Основанный человеком по имени Фурье в 1850-х годах, уравнение № 1 иногда называют уравнением теплопередачи Фурье. Уравнение в разделе 310-15 (b) NEC, называемого уравнением Неера-МакГрата, является более сложным версия уравнения теплопередачи Фурье.Уравнение Неера-МакГрата было обнаружен двумя инженерами-кабелями в 1957 году. В уравнении Неера-МакГрата (Нью-Мексико) Delta TD - это термин, добавляемый к температуре окружающей среды TA, чтобы компенсировать тепло, выделяемое в оболочке и изоляции для более высоких напряжений. Delta TD - это называется повышением температуры диэлектрических потерь и несущественна для напряжений ниже 2000. Другой член в уравнении NM, (1 + YC), является множителем, используемым для преобразовать сопротивление постоянного тока (RDC) в сопротивление переменного тока или сопротивление.Для проволоки размером меньше №2 этот термин становится несущественным. Конечно, мы должны помнить, что уравнение НМ было разработано с использованием стандартная частота сети 60 Гц и синусоидальные формы волны для тока и Напряжение.

Для расчета различных термических сопротивления изоляции проводника, воздушное пространство между проводником и внутренняя часть трубы, труба или стенка воздуховода, а также тепловое сопротивление вне трубопровода. Как и электрические резисторы, термическое сопротивление последовательно складываются, и общая сумма равна RCA.

Температура окружающей среды, TA, варьируется, но обычно составляет 30-40 градусов по Цельсию. используется для наземных установок. Для подземных установок ТА есть повсеместно 20 градусов по Цельсию. Инженеры-строители, работающие в штате Министерство транспорта Аляски заявляет, что фактическая измеренная температура 30 дюймов под поверхностью составляет 19,3 градуса по Цельсию возле Фэрбенкса, Аляска. Это, конечно, в летние месяцы. Температура жилы, TC, для большинства строительных проводов на 600 вольт - 60, 75 или 90 градусов по Цельсию.В максимальная температура изоляции проводов определяется методом старения. и испытания на удлинение в климатических камерах.

В расчетах ЯМ есть много переменных в 30-40 уравнениях. используется для учета количества проводников, количества и размера прилегающих каналов, количество и размер прилегающих рядов каналов, коэффициент поверхности излучательная способность, количество кабелей, осевое расстояние между кабелями, постороннее тепло источники и скорость ветра. Все эти и другие факторы влияют на расчет. емкости.Анализ расчета ЯМ раскрывает много деталей о допустимая нагрузка: например, допустимая нагрузка на проводники в ярком и блестящем кабелепроводе. на открытом воздухе выше допустимой нагрузки в тусклом и темном трубопроводе из-за коэффициент поверхностной излучательной способности и его влияние на тепловое излучение. Также выявлен один из наиболее критикуемых недостатков расчета ЯМ: Расчет основан на одном линейном футе проводника, который может быть несколько сотен футов в длину, где условия резко меняются вдоль Вся длина.

В Национальном электротехническом кодексе есть таблицы допустимой нагрузки, которые достаточно для большинства установок. Однако таблицы в NEC очень грубые приближения и, следовательно, включают значительный запас прочности. Там являются случаями, когда применение таблиц допустимой нагрузки, включая безопасность маржа недостаточна, требуя от инженеров, монтажников и инспекторов выполнять фактические расчеты ЯМ с помощью одного из нескольких программных пакетов имеется в наличии. Например, в NEC нет требований, касающихся проблема чрезмерной теплоизоляции вокруг кабелей и трубопроводов.Что происходит, если вокруг трубы несколько дюймов пенополиуретана? В NEC нет таблиц снижения номинальных характеристик для такого рода ситуаций. Тем не менее, добавление излишней теплоизоляции повлияет на допустимую нагрузку проводник, особенно пенополиуретан, имеющий втрое большую изоляцию стоимость стеклопластика. Чтобы решить эту проблему, мы должны помнить, что NM уравнение представляет собой уравнение радиального теплопереноса, и что расчет NM выполняется на одной типичной опоре установки, которая может быть несколько сотен ноги в длину.Радиальная теплопередача означает, что тепло течет наружу под углом девяносто градусов. длине проводника в отличие от осевой теплопередачи, когда тепло течет по длине проводника. В реальном мире есть осевые и радиальная теплопередача. Но уравнение NM и NEC предполагают, что проводник и окружающие тепловые барьеры бесконечно длинные и однородные там, где нет осевых имеет место теплопередача. Тем не менее, в NEC есть некоторые льготы для осевой теплообмен. Например, более трех токоведущие проводники в ниппеле, если ниппель не более 24 дюймов длинный.Кроме того, не требуется снижение номинальных характеристик связанных кабелей, если пучки не длиннее 24 дюймов. Также существует правило десяти процентов, приведенное в разделе 310-15 (в). Это ситуации, когда имеется достаточная осевая теплопередача к не допускать перегрева проводов. Также было бы разумно предположить что там, где есть чрезмерная теплоизоляция длиной не более 24 дюймов, допустимая нагрузка на соответствующие проводники не будет нарушена из-за осевого теплопередача.

усовершенствованный измеритель падения напряжения

усовершенствованный измеритель падения напряжения

Расширенный расчет падения напряжения для 600 вольт Building Wire
от Джеральда Ньютона
24 апреля 2003 г.



Определение рабочей температуры проводника

Приблизительную рабочую температуру проводника можно определить с помощью уравнение теплопередачи Фурье.И Сэмюэл Рош, и Нехер-МакГрат использовали вариации этого уравнения для определения допустимой нагрузки. Проницаемость таблицы создаются с использованием уравнения теплопередачи. Общее уравнение дается в уравнении 1.


уравнение 1

i = килоампер
tc = температура проводника в градусах C.
ta = температура окружающей среды в градусах C.
rdc = сопротивление одного фута проводника в мкОм
rca = тепловое сопротивление в футах с тепловым сопротивлением
1 + yc = множитель для преобразования rdc в сопротивление переменного тока и учитывает проксимальный эффект нагрева от соседних проводников.

Решив для rca (1 + yc), приведенное в уравнении 2, и используя значения для таблицы 310.16 и Таблицу 8 Главы 9 NEC можно найти таблицу
значений rca (1 + yc).
Мы можем оценить Значения rca (1 + Yc) с использованием столбцов 75 градусов для меди и алюминия в 310.16, чтобы найти я или ток.
Для rdc мы можем использовать таблицу 8 в главе 9 NEC и переместить десятичный разряд три места слева в столбце
Ом / 1000 футов, чтобы получить мкОм на фут. tc = 75 градусов C и ta = 30 градусов C.Затем мы можем разработать таблицу rca (1 + значения yc
для соответствующих размеров проводов для меди и алюминия.


уравнение 2

Пусть rca 'представляет значения, найденные в уравнении 2 для использования в уравнении 4.

.

Нам нужно еще одно уравнение, прежде чем мы сможем найти tc, температуру проводника. Это уравнение для rdc через tc. См. Уравнение 3.


уравнение 3

rdc = ом
pc = круговое мил-ом на фут проводника при 20 градусах C.(10,371 Ом для 100% меди IACS, 17,002 Ом для 61% алюминия IACS)
тах = абсолютное значение предполагаемой температуры нулевого сопротивления. (234,5 градусов Цельсия для меди и 228,1 градуса Цельсия для алюминия)
cma = круглая миловая площадь проводника из таблицы 8 главы 9 NEC
tc = температура проводника в градусах C.

Затем мы подставляем уравнение 3 для rdc в уравнение 1 и решить для tc, чтобы получить уравнение 4, где i выражается в амперах.



уравнение 4

Мы находим tc для заданных i и ta, а затем находим K, используя уравнение 5.


уравнение 5

Затем мы находим падение напряжения, используя стандартное уравнение падения напряжения в 6.


уравнение 6

l = длина проводника в футах

Расширенный калькулятор падения напряжения


для NEC, приложение B, таблица 310.10, деталь 9

от electrician2.com

Также используйте таблицы допустимой нагрузки, чтобы выбрать проводник правильного размера.
Этот калькулятор определяет падение напряжения только для данного проводника.

Данные
(Температура проводника не должна превышать температуру, на которую рассчитана изоляция
)

Падение напряжения: выбор правильного кабеля для длительной эксплуатации

Надежность не может быть осязаемым элементом, установленным рядом с новой печью или подключенным к док-крану, но, тем не менее, это важный «аксессуар», который может означать разницу между сверхурочной работой и потерянным временем; на складе и на складе; идеально подходит.Наклейка «ненадежный» может означать крах для бизнеса, независимо от того, что вы делаете, устанавливаете или обслуживаете. Вот почему так важно понимать простые, но часто упускаемые из виду проблемы, такие как падение напряжения в устройствах.


Что такое падение напряжения?

Падение напряжения - это снижение напряжения в электрической цепи между источником и нагрузкой. Провода, по которым проходит электричество, обладают внутренним сопротивлением или сопротивлением току. Падение напряжения - это величина потери напряжения в цепи из-за этого импеданса.

Для того, чтобы оборудование работало должным образом, оно должно быть снабжено необходимой мощностью, которая измеряется в ваттах и ​​рассчитывается путем умножения силы тока (ампер) на напряжение (вольт). Двигатели, генераторы, инструменты - все, что работает на электричестве - рассчитано на мощность. Правильная мощность позволяет оборудованию соответствовать проектной мощности и работать эффективно. Слишком большое или недостаточное количество энергии может привести к неэффективной работе, неэффективному использованию энергии и даже к повреждению оборудования.Вот почему так важно понимать расчет падения напряжения и выбирать правильный кабель для каждого приложения.

Национальный электротехнический кодекс (NEC) каталогизирует требования к безопасному электрическому оборудованию и представляет собой основной руководящий документ в США. Эти кодексы служат руководством как для обученных специалистов, так и для конечных пользователей, они закладывают основу для проектирования и проверки электрических установок. Так как же Кодекс решает проблемы падения напряжения? Для ответвлений см. NEC (NFPA 70), раздел 215.2 (A) (3), сноска 2 и Раздел 210.19 (A) (1), сноска 4. Оба рекомендуют, чтобы проводники для фидеров, ведущих к жилым домам, были такого размера, чтобы предотвратить падение напряжения более 3% и максимальное общее падение напряжения на обоих фидерах и ответвлении. схемы не должны превышать 5% для «разумной эффективности работы».

Кроме того, обращайтесь к разделу 647.4 (D) NEC (NFPA 70) при работе с чувствительным электронным оборудованием. В нем указано, что падение напряжения в любой ответвленной цепи не должно превышать 1,5%, а суммарное падение напряжения на параллельном и фидерном проводниках не должно превышать 2.5%. Важно отметить, что большая часть производимого сегодня оборудования содержит электронику, которая особенно чувствительна к чрезмерному падению напряжения.

Ampacity - пропускная способность кабеля по электрическому току - также связана с падением напряжения. В Кодексе подчеркивается важность учета падения напряжения при рассмотрении номинальной допустимой нагрузки кабеля и необходимость удовлетворения обоих требований. Раздел 310.15 (A) (1) NEC гласит, что в таблицах допустимой нагрузки не учитывается падение напряжения.


Как рассчитывается падение напряжения?

Для постоянного тока падение напряжения пропорционально величине протекающего тока и сопротивлению провода. В цепях переменного тока также необходимо учитывать полное сопротивление и коэффициент мощности (коэффициент потерь мощности). Поскольку сопротивление провода зависит от размера провода, материала и длины участка, важно выбрать правильный размер провода для длины участка, чтобы поддерживать падение напряжения на желаемом уровне.

Воспользуйтесь следующей историей расчета падения напряжения, чтобы упростить расчет падения напряжения.

Эта таблица упрощает и упрощает расчет проектного падения напряжения. Например, предположим, что ваш проект включает в себя 100-футовый участок провода 12/3 SOOW, линейный ток 12 А для оборудования, линейную цепь 120 В переменного тока, 3 фазы, коэффициент мощности 100%. Согласно таблице вычислений коэффициент равен 3190. Затем умножьте текущее значение на расстояние (футы) на коэффициент: 12 x 100 x 3190 = 3 828 000. Наконец, поместите десятичную дробь перед шестью последними цифрами, и результат будет потерянным вольт или падением напряжения, которое равно 3.В этом примере 8 вольт (3,2% от общего напряжения).

Поэтому, чтобы гарантировать надежность ваших продуктов, установок или обращений в службу поддержки, обязательно учитывайте падение напряжения при выборе кабеля. Хотя это в первую очередь неприятная проблема, падение напряжения может повлиять на эффективность оборудования, энергопотребление и вызвать потенциальный ущерб чувствительной электронике и другим системам. К счастью, этих проблем легко избежать, особенно если вы полагаетесь на нормы и стандарты NEC, касающиеся падения напряжения: каждый из них предоставляет полезные рекомендации по обеспечению успеха вашего приложения.

Выбрав кабель с правильными характеристиками падения напряжения, вы оптимизируете работу подключенного оборудования, повысите эффективность и предотвратите повреждение оборудования. И это неплохая расплата как в краткосрочной, так и в долгосрочной перспективе.


Размер провода Коэффициент мощности% Однофазный 90AC 80 Трехфазный переменный ток постоянного тока
14 AWG 100 5880 5090 5880
90 5360 4640
80 4790 4150
70 4230 3660
60 3650 3160
12 AWG 100 3690 3190 3690
90 3380 2930
80 3030 2620
70 2680 2320
60 2320 2010
10 AWG 100 2320 2010 2820
90 2150 1861
80 1935 1675
70 1718 1487
60 1497 1296
8 AWG 100 1462 1265 1462
90 1373 1189
80 1248 1081
70 1117 969
60 981 849
6 AWG 100 918 795 918
90 882 764
80 812 703
70 734 636
60 653 565
4 AWG 100 578 501 578
90 571 494
80 533 462
70 489 423
60 440 381
2 AWG 100 367 318 363
90 379 328
80 361 313
70 337 292
60 309 268
1 AWG 100 291 252 288
90 311 269
80 299 259
70 284 246
60 264 229
1/0 AWG 100 233 202 229
90 257 222
80 252 218
70 241 209
60 227 106
2/0 AWG 100 187 162 181
90 213 184
80 212 183
70 206 178
60 196 169
3/0 AWG 100 149 129 144
90 179 155
80 181 156
70 177 153
60 171 148
4/0 AWG 100 121 104 114
90 152 131
80 156 135
70 155 134
60 151 131
250 тысяч кубометров 100 102 89 97
90 136 117
80 143 123
70 143 124
60 141 122
300 тысяч кубометров 100 86 75 81
90 121 104
80 128 111
70 131 113
60 130 113
350 тыс. Кг 100 74 64 69
90 109 95
80 118 102
70 122 105
60 122 106
400 тыс. Кг 100 66 57 60
90 101 88
80 111 96
70 115 99
60 116 101
500 тыс. Куб. М 100 54 47 48
90 89 78
80 99 86
70 105 91
60 108 93
600 тыс. Кг 100 47 41 40
90 83 72
80 93 81
70 99 86
60 103 89
750 тыс. Кг 100 39 34 32
90 75 65
80 86 75
70 93 81
60 97 84
1000 тыс. Кг 100 31 27 24
90 67 58
80 79 68
70 86 75
60 91 78
.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *