Порядок расчета величины падения напряжения в кабеле — формула и рекомендации. Падение напряжения расчет

в кабеле при питании нагрузок шлейфом

Расчет падения напряжения при питании потребителей по радиальным схемам достаточно прост. Один участок, одно сечение кабеля, одна длина, один ток нагрузки. Подставляем эти данные в формулу и получаем результат.

При питании потребителей по магистральным схемам (шлейфом) расчет падения напряжения выполнить сложнее. Фактически, приходится выполнять несколько расчетов падения напряжения для одной линии: нужно выполнять расчет падения напряжения для каждого участка. Дополнительные сложности возникают при изменении потребляемой мощности электроприемников, запитанных по магистральной схеме. Изменение мощности одного электроприемника отражается на всей цепочке.

Насколько часто на практике встречается питание по магистральным схемам и шлейфом? Примеров привести можно много:

• В групповых сетях — это сети освещения, розеточные сети.
• В жилых домах этажные щиты запитаны по магистральным схемам.
• В промышленных и коммерческих зданиях также часто применяются магистральные схемы питания и питания шлейфом щитов.
• Шинопровод является примером питания потребителей по магистральной схеме.
• Питание опор наружного освещения дорог.

Рассмотрим расчет падения напряжения на примере наружного освещения.Предположим, что нужно выполнить расчет падения напряжения для четырёх столбов наружного освещения, последовательно запитанных от щита наружного освещения ЩНО.

Длина участков от щита до столба, между столбами: L1, L2, L3, L4.Ток, протекающий по участкам: I1, I2, I3, I4.Падение напряжения на участках: dU%1, dU%2, dU%3, dU%4.Ток, потребляемый светильниками на каждом столбе, Ilamp.

Столбы запитаны шлейфом, соответственно:

• I4=Ilamp
• I3=I4+Ilamp
• I2=I3+Ilamp
• I1=I2+Ilamp

Ток, потребляемый лампой, неизвестен, зато известна мощность лампы и её тип (либо из каталога, либо по п.6.30 СП 31-110-2003).

Ток определяем по формуле:

Формула расчета полного фазного тока

Iф — полный фазный токP — активная мощностьUф — фазное напряжениеcosφ — коэффициент мощностиNф — число фаз (Nф=1 для однофазной нагрузки, Nф=3 для однофазной нагрузки)

Напомню, что линейное (междуфазное) напряжение больше фазного напряжения в √3 раз:

При расчете падения напряжения в трехфазной сети подразумевают падение линейного напряжения, в однофазных — однофазного.

Расчет падения напряжения выполняется по формулам:

Формула расчета падения напряжения в трехфазной цепи

Формула расчета падения напряжения в однофазной цепи

Iф — полный фазный ток, протекающий по участкуR — сопротивление участкаcosφ — коэффициент мощности

Сопротивление участка рассчитывается по формулеρ — удельной сопротивление проводника (медь, алюминий)L — длина участкаS — сечение проводникаN — число параллельнопроложенных проводников в линии

Обычно в каталогах приводят удельные значения сопротивления для различных сечений проводниковПри наличии информации об удельных сопротивлениях проводников формулы расчета падения напряжения принимают вид:

Формула расчета падения напряжения в трехфазной цепи

Формула расчета падения напряжения в однофазной цепи

Подставляя в формулу соответствующие значения токов, удельных сопротивлений, длины, количества параллельнопроложенных проводников и коэффициента мощности, вычисляем величину падения напряжения на участке.

Нормативными документами регламентируется величина относительного падения напряжения (в процентах от номинального значения), которая рассчитывается по формуле:U — номинальное напряжение сети.

Формула расчета относительного падения напряжения одинакова для трехфазной и однофазной сети. При расчете в трехфазной сети нужно подставлять трехфазное падение и номинальное напряжения, при расчете в однофазной сети — однофазные:

Формула расчета относительного падения напряжения в трехфазной сети

Формула расчета относительного падения напряжения в однофазной сети

С теорией закончено, рассмотрим, как это реализовать с использованием DDECAD.

Примем следующие исходные данные:

• Мощность лампы 250Вт, cosφ=0,85.
• Расстояние между столбами, от щита до первого столба L1=L2=L3=L4=20м.
• Питание столбов осуществляется медным кабелем 3×10.
• Ответвление от питающего кабеля до лампы выполнено кабелем 3×2,5, L=6м.

Для каждого столба в программе DDECAD создаём расчетную таблицу.

Заполняем данные для лампы в каждой расчетной таблице:Подключаем к расчетной таблице Столб 3 расчетную таблицу Столб 4, к Столб 2 — Столб 3, к Столб 1 — Столб 2, к ЩНО — Столб 1:Далее, из расчетной таблицы ЩНО рассчитанное программой значение падения напряжения в конце первого участка (Столб 1) переносим в зелёную ячейку расчетной таблицы Столб 1:Переносить значения следует делая ссылку на ячейку расчетной таблицы вышестоящего щита. В случае Столб 1 и ЩНО это делается так:

1. В расчетной таблице Столб 1 курсор устанавливают на зелёную ячейку в столбике «∆U».
2. Нажимают «=».
3. Переключаются на расчетную таблицу ЩНО.
4. Устанавливают курсор на ячейку в столбике «∆U∑», находящуюся в строке Столб 1.
5. Нажимают «Enter».

Получаем рассчитанное значение падения напряжения в конце второго участка (Столб 2) — 0,37% и рассчитанное падение напряжения на лампе — 0,27%.

Аналогично делаем для всех остальных расчетных таблиц и получаем рассчитанные значения падения напряжения на всех участках.Так как мы выполнили связывание таблиц (средствами программы, подключая одну таблицу к другой, и вручную, перенося значения падения напряжения), то получили связанную систему. При внесении любых изменений всё будет автоматически пересчитано.

Подпишитесь и получайте уведомления о новых статьях на e-mail

Читайте также:

ddecad.ru

Расчет потери напряжения при постоянной нагрузке

Формулы

На рис. G27 ниже даны формулы, обычно используемые для расчета потери напряжения в цепи на километр длины. Если:

• Ib: ток полной нагрузки, в амперах
• L: длина кабеля, в километрах
• R: сопротивление кабеля, в Ом/км, то:

  для меди, где S – площадь поперечного сечения проводника (жилы кабеля) в мм2

  для алюминия

Примечание: R можно пренебречь, если сечение проводника свыше 500 мм2.

• X: индуктивное реактивное сопротивление кабеля в Ом/км.

Примечание: Х можно пренебречь для проводов сечением меньше 50 мм2. При отсутствии любой другой информации, примите Х = 0,08 Ом/км.

• φ: фазовый угол между напряжением и током рассчитываемой цепи, обычно имеет следующие значения:

  -  цепь освещения лампами накаливания: cos φ = 1;  -  питание двигателя:     •  при запуске: cos φ = 0,35;     •  в режиме нормальной работы: cos φ = 0,8;

• Un: напряжение между фазами;
• Vn: напряжение фаза - нейтраль.

Для кабелепроводов и шинопроводов заводского изготовления, значения активного и реактивного сопротивлений даются производителем.

Рис. G27: Формулы расчета падения напряжения

Упрощенная таблица

Вычислений можно избежать, используя таблицу на рис.G28, которая дает, с достаточной точностью, значение потери межфазного напряжения на 1 км кабеля на 1 А, в зависимости от:

• типа цепи: цепь питания двигателя, где значение cos φ близко к 0,8, или цепь освещения, где cos φ близок к единице;
• типа кабеля: одножильный и трехжильный.

Потерю напряжения в кабеле можно вычислить, как:К x Ib x L, где:К – дано в таблице;Ib – ток полной нагрузки в амперах;L – длина кабеля в км.

Колонку «Питание двигателя», «cos φ = 0,35» на рис. G28 можно использовать для вычисления потери напряжения во время запуска двигателя (см. пример 1, рис. G28).

Рис. G28: Потеря напряжения между фазами ∆U для цепи, в вольтах на 1 ампер на 1 км

Примеры

Пример 1 (см. рис. G29)

Трехжильный медный кабель сечением 35 мм2 длиной 50 м подает питание к двигателю Uн = 400 В, потребляющему:

• 100 A при cos φ = 0,8 при нормальной постоянной нагрузке;
• 500 A (5 In) при cos φ = 0,35 во время запуска.

Отклонение напряжения в начале кабеля, подсоединяющего двигатель (то есть на распределительном щите (рис. G30), который распределяет ток в 1000 А), составляет - 10 В линейного напряжения.

Каково отклонение напряжения на зажимах двигателя:

• в рабочем режиме;
• во время запуска.

Решение:

• Отклонение напряжения на двигателе в рабочем режиме будет равно:

В таблице G28 дано соотношение 1 В/A/км, и согласно этому:∆U для кабеля = 1 x 100 x 0,05 = 5 В ∆U общее = 10 + 5 = 15 В , то есть:

Это значение меньше, чем разрешенное (8%), и является приемлемым.

• Потеря напряжения в кабеле во время запуска двигателя:

∆Uкабеля = 0,52 x 500 x 0,05 = 13 В

Из-за дополнительного тока, потребляемого во время запуска двигателя, падение напряжения на распределительном щите превысит 10 Вт.

Предположим, что ток, подаваемый на распределительный щит во время запуска двигателя, равен 900 + 500 = 1400 А, тогда отклонение напряжения на распределительном щите пропорционально увеличится:

∆U для распределительного щита = 14 В ∆U для кабеля двигателя = 13 В ∆U общее = 13+ 14 = 27 В, то есть:

Отклонение = 6,75% (напряжение на зажимах = 400 - 27 = 373 В) приемлемо во время запуска двигателя.

Рис. G29: Пример 1

Пример 2

(см. рис. G30):

Трехфазная четырехпроводная линия с медными проводниками сечением 70 мм2 и длиной 50 м проводит ток 150 A. Линия питает, кроме прочих нагрузок, 3 однофазных цепи освещения, каждая из которых состоит из медного провода сечением 2,5 мм2, длиной 20 м,и проводит ток 20 A.

Предполагается, что токи в кабельной линии сечением 70 мм2 являются симметричными, и три цепи освещения подсоединены к линии в одной и той же точке.

Какова потеря напряжения от ТП до конечных точек цепей освещения?

Решение:

• Потеря напряжения в четырехпроводной линии:

На рис. G28 показано значение 0,55 В/A/км

∆U линии = 0,55 x 150 x 0,05 = 4,125 В (линейное)

Фазная потеря напряжения:

   В между фазой и нейтралью.

• Потеря напряжения в каждой из однофазных цепей освещения:

∆U для однофазной цепи = 18 x 20 x 0,02 = 7,2 В

Таким образом, общая потеря напряжения будет равна:

7,2 + 2,38 = 9,6 В

Это значение является удовлетворительным, так как оно меньше, чем максимальная допустимая потеря напряжения, составляющая 6%.

Рис. G30: Пример 2

ru.electrical-installation.org

Расчет падения напряжения в кабеле

Подключение объектов к источнику питания (одно- или трехфазному) имеет множество нюансов. Чтобы оборудование работало устойчиво, в пределах своих параметров, необходимо знать порядок расчета падения напряжения в линии (∆U). От этого во многом зависит специфика организации эл/снабжения.

Зачем необходимо производить расчеты?

• Во-первых, для определения требуемых параметров приобретаемого кабеля – сечение, материал жил.
• Во-вторых, чтобы правильно выбрать резервный источник эл/питания. Главным образом, по мощности.
• В-третьих, для обеспечения нормального функционирования бытовой техники, предотвращения ее поломки. Особенно импортной, так как практически все модели «made in» очень капризны в плане качества эл/питания.

Когда нужно делать расчеты?

Как правило, ответ на этот вопрос звучит так – при большой удаленности объекта от электрогенератора. Это не стоит понимать буквально. Дело не в расстоянии между двумя точками по прямой, а в протяженности трассы! Ведь кабель в некоторых случаях прокладывается так, что она изобилует различными изгибами, поворотами и так далее.

В расчет принимаются его заложенные погонные метры, так как единица длины характеризуется определенным электрическим сопротивлением. Именно это и важно, ведь данный параметр напрямую влияет на падение напряжения.

Тут уместно вспомнить закон Ома, и сразу все становится понятно. Дело в том, что для нормальной работы любой установки (прибора, механизма), к которой подводится напряжение, его падение на линии не должно быть более 2 % (для кабелей сечением до 16 «квадратов»). На участке между ВРУ и потребителем – не свыше 4-х. Без учета этого качественное функционирование изделий не гарантировано.

Для расчетов есть специальные онлайн-калькуляторы. В пояснительной записке по правилам их использования указывается, какие исходные данные требуется ввести. Это значительно облегчает задачу.

Для тех, кто не сможет по какой-то причине воспользоваться данной услугой, можно привести формулу, по которой несложно произвести вычисления.

ΔU=(PRL+QXL)/U

Все величины должны быть в одной системе. Как правило, это международная, называемая СИ. С ней работать привычнее, а значит, удобнее.

• U (В) – напряжение источника питания (220 или 380).
• P (Вт) – мощность суммарной нагрузки.
• R (Ом/м) – удельное сопротивление. Эту характеристику для конкретного металла жил можно найти в справочной литературе.
• X – то же, но индуктивное.
• L (м) – длина присоединяемого кабеля.
• Q (ВАр) – мощность реактивная, так как напряжение – переменное.

Некоторые данные отражены в паспорте на подключаемое изделие, поэтому их нужно учитывать. К примеру, для двигателя – это в первую очередь cosφ. Именно эта характеристика используется при расчете реактивной мощности (U х I х cosφ).

Примечание:

• При расчете для линии 1 ф результат следует удвоить. Это связано с тем, что электрический ток проходит по 2-м жилам – фазе и нулю.
• При ∆U больше допустимого придется менять схему подключения. Как вариант – прокладка двух параллельных кабелей от одного источника.

electroadvice.ru

Расчет падения напряжения в линии калькулятор онлайн

electric-220.ru

Онлайн калькулятор расчета падения напряжения в кабеле/проводе

При проектировании электропроводки необходимо принимать во внимание падение напряжения в кабеле. Это особенно актуально для частных домов, где длина линий может стать критичной. Чтобы не делать расчеты для каждой магистрали в отдельности, удобно использовать онлайн-калькулятор, предназначенный для этой задачи.

Считаем необходимым предупредить, что данная реализация сильно упрощена, что может отражаться на точности расчетов. Поэтому, если показатели потерь окажутся в пределах погрешности, рекомендуем найти решение, позволяющее сократить длину линии.

Внимание! Рассчитанное калькулятором падение напряжения дает приблизительное значение и не гарантирует на 100% точный результат. Результаты могут меняться в зависимости от реальных кабелей и проводов, различного удельного сопротивления материала, количества жил, температуры и погодных условий, места прокладки и так далее.

Приведем краткую инструкцию работы с калькулятором:

1. Выбираем из списка температуру кабеля (указана в градусах Цельсия и Фаренгейта).
2. Указываем материал токопроводящей жилы (выбор из списка).
3. Вводим диаметр и длину провода (мм и м, соответственно).
4. Выбираем тип электросети.
5. Задаем напряжение, соответствующее типу электросети (В).
6. Указываем ток нагрузки (А).
7. Нажимаем на кнопку «Рассчитать».

В результате мы получим информацию о потерях, выраженную в вольтах и процентах, сопротивлении данной магистрали (Ом), и уровне напряжения на нагрузке.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

www.asutpp.ru

Расчет величины падения и потери напряжения в ЛЭП — КиберПедия

Потребители электрической энергии работают нормально, когда на их зажимы подается то напряжение, на которое рассчитаны данный электродвигатель или устройство. При передаче электроэнергии по проводам часть напряжения теряется на сопротивление проводов и в результате в конце линии, т. е. у потребителя, напряжение получается меньшим, чем в начале линии.

Понижение напряжения у потребителя по сравнению с нормальным сказывается на работе токоприемника, будь то силовая или осветительная нагрузка. Поэтому при расчете любой линии электропередачи отклонения напряжений не должны превышать допустимых норм, сети, выбранные по току нагрузки и рассчитанные на нагрев, как правило, проверяют по потере напряжения.

Потерей напряжения ΔU называют разность напряжений в начале и конце линии (участка линии). ΔU принято определять в относительных единицах — по отношению к номинальному напряжению. Аналитически потеря напряжения определена формулой:

где P — активная мощность, кВт, Q — реактивная мощность, квар, ro — активное сопротивление линии, Ом/км, xo — индуктивное сопротивление линии, Ом/км, l — длина линии, км, Uном — номинальное напряжение, кВ.

Значения активного и индуктивного сопротивлений (Ом/км) для воздушных линий, выполненных проводом марки А-16 А-120 даны в справочных таблицах. Активное сопротивление 1 км алюминиевых (марки А) и сталеалюминевых (марки АС) проводников можно определить также по формуле:

где F — поперечное сечение алюминиевого провода или сечение алюминиевой части провода АС, мм2 (проводимость стальной части провода АС не учитывают).

Согласно ПУЭ («Правилам устройства электроустановок»), для силовых сетей отклонение напряжения от нормального должно составлять не более ± 5 %, для сетей электрического освещения промышленных предприятий и общественных зданий — от +5 до — 2,5%, для сетей электрического освещения жилых зданий и наружного освещения ±5%. При расчете сетей исходят из допустимой потери напряжений.

Учитывая опыт проектирования и эксплуатации электрических сетей, принимают следующие допустимые величины потери напряжений: для низкого напряжения — от шин трансформаторного помещения до наиболее удаленного потребителя — 6%, причем эта потеря распределяется примерно следующим образом: от станции или понизительной трансформаторной подстанции и до ввода в помещение в зависимости от плотности нагрузки — от 3,5 до 5 %, от ввода до наиболее удаленного потребителя — от 1 до 2,5%, для сетей высокого напряжения при нормальном режиме работы в кабельных сетях — 6%, в воздушных— 8%, при аварийном режиме сети в кабельных сетях – 10 % и в воздушных— 12 %.

Считают, что трехфазные трехпроводные линии напряжением 6—10 кВ работают с равномерной нагрузкой, т. е что каждая из фаз такой линии нагружена равномерно. В сетях низкого напряжения из-за осветительной нагрузки добиться равномерного ее распределения между фазами бывает трудно, поэтому там чаще всего применяют 4-проводную систему трехфазного тока 380/220 В. При данной системе электродвигатели присоединяют к линейным проводам, а освещение распределяется между линейными и нулевым проводами. Таким путем уравнивают нагрузку на все три фазы.

При расчете можно пользоваться как заданными мощностями, так и величинами токов, которые соответствуют этим мощностям. В линиях, которые имеют протяженность в несколько километров, что, в частности, относится к линиям напряжением 6—10 кВ, приходится учитывать влияние индуктивного сопротивления провода на потерю напряжения в линии.

Для подсчетов индуктивное сопротивление медных и алюминиевых проводов можно принять равным 0,32—0,44 Ом/км, причем меньшее значение следует брать при малых расстояниях между проводами (500—600 мм) и сечениях провода выше 95 мм2, а большее — при расстояниях 1000 мм и выше и сечениях 10—25 мм2.

Потеря напряжения в каждом проводе трехфазной линии с учетом индуктивного сопротивления проводов подсчитывается по формуле

где первый член в правой части представляет собой активную, а второй — реактивную составляющую потери напряжения.

Порядок расчета линии электропередачи на потерю напряжения с проводами из цветных металлов с учетом индуктивного сопротивления проводов следующий:

1. Задаемся средним значением индуктивного сопротивления для алюминиевого или сталеалюминевого провода в 0,35 Ом/км.

2. Рассчитываем активную и реактивную нагрузки P, Q.

3. Подсчитываем реактивную (индуктивную) потерю напряжения

4. Допустимая активная потеря напряжения определяется как разность между заданной потерей линейного напряжения и реактивной:

5. Определяем сечение провода s, мм2

где γ — величина, обратная удельному сопротивлению ( γ = 1/ro — удельная проводимость).

6. Подбираем ближайшее стандартное значение s и находим для него по справочной таблице активное и индуктивное сопротивления на 1 км линии ( ro, хо).

7. Подсчитываем уточненную величину потери напряжения по формуле.

Полученная величина не должна быть больше допустимой потери напряжения. Если же она оказалась больше допустимой, то придется взять провод большего (следующего) сечения и произвести расчет повторно.

Для линий постоянного тока индуктивное сопротивление отсутствует и общие формулы, приведенные выше, упрощаются.

cyberpedia.su

Онлайн расчет сопротивления кабеля, падения напряжения, мощности

Новости Онлайн трансляция с видеокамер 01 февраляДавненько я ничего не писала. Все в делах и проводах своих торчу. Например, вот гироробота состряпала на днях. Наверное, стоит описание сделать 02 маяДобавила статью "Газета New York Ledger" 01 апреляУра! Днюxа!! Безудержное веселье и мега пати 04 ноябряНачинаю втыкаться в Arduino. Блин, прикольная тема )) Немало времени пройдет, пока наиграюсь 01 октябряРасширен раздел "База знаний" 18 сентябряНесколько новых заметок в разделе "Статьи" Любопытный факт Первая видеокамера была выпущена на рынок компанией Sony (Betacam, в 1983 году) . Это была профессинальная камера для кассет формата Betamax. Первую камеру для бытовой съёмки выпустила тоже Sony, в формате Video8 (1985 год). Узнать новый факт Advert

При разработке систем безопасности и электроснабжения возникает необходимость определения (расчета) сопротивления проводника постоянному току и нахождение падения напряжения на нем. Это можно сделать с помощью данного расчета (калькулятора сопротивления и падения напряжения).    Рассмотрим следующую простейшую схему (см. рис). Нагрузка с сопротивлением Rн подключена к источнику постоянного напряжения Uo посредством провода (кабеля). Сопротивление кабеля равно Rк (складывается из сопротивлений прямого и обратного провода). По цепи протекает ток нагрузки Iн и создает падение напряжения Uн на сопротивлении нагрузки. Также падение напряжение Uп создается и на самом проводе. На нагрузке и кабеле выделяется определенная мощность в виде тепловой энергии (в общем случае).     Все величины связаны между собой законом Ома для участка цепи. Тип кабеля (провода)ПЭВ-0,1ПЭВ-0,3ШГЭС-2КСВВ 2х0,5ТРПт 2х0,4КПСЭнг 1х2х0,5КПКВнг-FRLS 1х2х0,75КСРЭВнг(А)-FRLS 1х2х0,97UTP 4х2х0,52ШВВП 2х0,75ПВС 2х1,5ПВ-1ВВГ 2х1,5ВВГ 2х2,5ВВГ 3х4ВВГ 5х10ВВГ 5х50ВВГ 3х70ПУНП 2х1,5ПУНП 2х2,5НВ-4 0.12РПШ 14х1,5ТППэп 10х0,5АВВГ 2х1,5АВВГ 2х2,5 Длина кабеля (провода)  м Напряжение Uo126,39,0192448127220380  В При необходимости введите один из параметров нагрузки: Сопротивление нагрузки Rн  Омили ее мощность при напряжении Uo  Втили ток, потребляемый от источника напряжения Uo   А Сопротивление кабеля Rк ОмТок нагрузки Iн АПадение напряжения в кабеле Uп ВМощность, выделяемая на нагрузке ВтМощность, теряемая в кабеле Вт, что составляет  %      Постоянный адрес страницы  http://online_raschet_padeniya_napryazheniya_soprotivleniya.htm

www.nemezida.su

• 
  Клеммы винтовые для соединения проводов
• 
  Какие лучше пылесосы
• 
  Рейтинг фирм электрических духовых шкафов
• 
  Как правильно припаять
• 
  Потери электроэнергии
• 
  Тест оказание первой медицинской помощи
• 
  Виды электроперсонала
• 
  Как проверить тестером транзистор
• 
  Разводка проводов
• 
  Схема проводки своими руками в гараже
• 
  Как заменить выключатель одноклавишный