Формула расчета падения напряжения в линии. Расчет необходимого сечения кабеля. Формула расчета падения напряжения

Последствия при падении напряжения по длине кабеля и расчет потерь. Падения напряжения формула

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 па

szemp.ru

Формула расчета падения напряжения в линии. Расчет необходимого сечения кабеля

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).

Сопротивление провода рассчитывается так:

R=рl/S , где

р - удельное сопротивление провода, Ом*мм 2 /м;

l - длина провода, м;

S - площадь поперечного сечения провода, мм 2 .

Удельное сопротивления это величина постоянная. Для меди она составляет р=0,0175 Ом*мм 2 /м , и для алюминия р=0,028 Ом*мм 2 /м . 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 мм 2 . 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 мм 2 .

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 мм 2 .

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 мм 2 для нагрузки мощностью 3,3 кВт (15 А), а не 1,5 мм 2 .

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 мм 2 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 мм 2 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!

Как правильно и точно сделать расчет сечения кабеля по потере напряжения? Очень часто при проектировании сетей электроснабжения требуется грамотный расчет потерь в кабеле. Точный результат важен для выбора материала с необходимой площадью сечения жилы. Если кабель выбран неправильно, это повлечет за собой множественные материальные затраты, ведь система быстро выйдет из строя и перестанет функционир

masters-220v.ru

Расчет падения напряжения в линии калькулятор онлайн

Калькулятор online Довольно часто в электрических сетях возникает падение напряжения. Суть этого явления заключается в разности напряжений, в начальной и конечной точках данной линии. Этот показатель имеет точное математическое значение и обозначается ΔU. В подобных ситуациях велика вероятность нестабильной работы и даже выход из строя отдельных видов электрооборудования. Поэтому, во избежание негативных последствий, специалисты-электротехники широко используют калькулятор расчета, который подходит для воздушных и кабельных сетей в одно- или трехфазном исполнении, с напряжением до 1 кВ. Исходными данными служат материал и сечение кабелей, мощность нагрузки, протяженность сети, величина коэффициента мощности и температура самого проводника. Причины падения напряжения Наличие низких пусковых токов во многих случаях вызывают недопустимое увеличение токов в обмотках агрегатов. Из-за этого возникает перегрев электродвигателей и повреждение изоляции. Подобные ситуации возникают по следующим причинам: Линия имеет большую протяженность. В связи с этим она обладает и более высоким сопротивлением. Сечение кабелей, материал жил, протяженность линии и мощность нагрузки не соответствуют друг другу. Например, сечение проводника напрямую связано с длительно допустимыми токами мощности нагрузки, а материал, из которого он изготовлен – с удельными сопротивлениями алюминия и меди. Зависимость от мощности нагрузки. При нагрузке с низким коэффициентом мощности падение напряжения будет выше, чем при более высокой активной составляющей. Различные типы линий. Например, кабельные и воздушные линии существенно различаются между собой. Большое значение имеют расстояния между токоведущими жилами, из-за чего воздушная линия обладает более высокой индуктивностью и низкой емкостью в отличие от кабельных сетей. Поэтому сопротивление возрастает, вызывая увеличение падения напряжения. Падение напряжения: как рассчитать Рассчитать падение напряжения поможет онлайн-калькулятор. Основой всех расчетов служит формула ΔU=(PRL+QXL)/U, в которой: Р является активной мощностью, измеряемой в ваттах (Вт), R – активным удельным сопротивлением линии (Ом/м), L – длина линии в метрах (м), Q – представляет собой реактивную мощность, Х – удельное индуктивное сопротивление проводника, U – напряжение сети в вольтах (В). Все исходные данные нужно ввести в соответствующие окна онлайн-калькулятора. При расчетах для однофазных сетей используется фазное напряжение, а для трехфазных – линейное. В трехфазном варианте сеть должна быть симметричной, поэтому, если ток в нулевом рабочем проводнике отсутствует, то потери учитываются только для одного проводника.

electric-220.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

Расчет падения напряжения в кабельной линии - Мои файлы - Каталог файлов

 

Автоматизированная таблица для расчета потери напряжения в кабельной линии переменного и постоянного тока.

Формат: XLS.

Исходные данные необходимо вводить только в ячейки не помеченные серым цветом. В ячейках, помеченных серым цветом, введены необходимые формулы, изменение которых приведет к неправильной работе таблицы.

В строке "Материал жил" необходимо указать материал жил кабеля: "медь", "алюминий", "Cu", "Al".

В строке "пост. / перем. 1ф. / перем. 3ф. ток" необходимо указать род тока: "пост." (для постоянного тока), "перем. 1ф." (для переменного однофазного тока),  "перем. 3ф." (для переменного трехфазного тока).

Описание расчетов.

На векторной диаграмме показаны: вектор напряжения в конце линии U2, вектор напряжения в начале линии U1 и вектор падения напряжения на сопротивлении линии I2zл (падение напряжения на активном сопротивлении линии I2rл и падение напряжения на индуктивном сопротивлении линии I2xл). Векторная диаграмма построена для фазных напряжений.

 

Падение напряжения является комплексной величиной:

где ∆U – продольная составляющая падения напряжения;δU – поперечная составляющая падения напряжения.

Модуль вектора падения напряжения (потеря напряжения с учетом продольной составляющей):

Далее приведеные формулы по которым ведется расчет в данной таблице.

При трехфазном переменном токе.

Если напряжение сети меньше 1000 В учитывается только продольная составляющая падения напряжения (потеря напряжения):

где P - активная мощность передаваемая по линии, кВт;Q - реактивная мощность передаваемая по линии, квар;rуд, xуд - удельное активное и индуктивное сопротивление кабельной линии, Ом/км;l - длина кабельной линии, км;Uл - линейное напряжение сети, В;n - количество кабелей, шт.

Удельные сопротивления кабельной линии рассчитывается с учетом числа кабелей, проложенных параллельно в кабельной линии, т.е. удельное сопротивление кабельной линии найденное по таблице на втором листе делится на число кабелей.

Поперечная составляющая падения напряжения:

Максимальная длина кабеля при заданной допустимой потере напряжения, км:

При однофазном переменном токе.

Если напряжение сети меньше 1000 В учитывается только продольная составляющая падения напряжения:

где P - активная мощность передаваемая по линии, кВт;Q - реактивная мощность передаваемая по линии, квар;rуд, xуд - удельное активное и индуктивное сопротивление кабельной линии, Ом/км;l - длина кабельной линии, км;Uф - фазное напряжение сети, В;n - количество кабелей, шт.

Удельные сопротивления кабельной линии рассчитывается с учетом числа кабелей, проложенных параллельно в кабельной линии, т.е. удельное сопротивление кабельной линии найденное по таблице на втором листе делится на число кабелей.

Поперечная составляющая падения напряжения:

Максимальная длина кабеля при заданной допустимой потере напряжения, км:

При постоянном токе.

Потеря напряжения:

где P - мощность передаваемая по линии, кВт;rуд - удельное сопротивление кабельной линии, Ом/км;l - длина кабельной линии, км;U - напряжение сети, В;n - количество кабелей, шт.

Максимальная длина кабеля при заданной допустимой потере напряжения, км:

Расчет потери напряжения при трехфазном переменном токе и напряжении 380 В по упрощенной формуле (для справки).

Для медных жил:

где P - активная мощность передаваемая по линии, кВт;S - сечение жил кабеля, мм2;l - длина кабельной линии, км;n - количество кабелей, шт.

Для алюминиевых жил:

volgunov.ucoz.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.

Введите, пожалуйста, необходимые значения и нажмите “Рассчитать”.

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.

ОЦЕНИТЬ: Загрузка...

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

www.asutpp.ru

---

• 
  Опн назначение
• 
  Выключатель нагрузки 10
• 
  Выпрямитель трехфазный с нулевым выводом
• 
  Амперметр переменного тока в цепи постоянного тока
• 
  Как работает умножитель напряжения
• 
  Пгв 1000мкп расшифровка
• 
  Лампы аварийного освещения
• 
  Схемы импульсные зарядные устройства для автомобильных аккумуляторов
• 
  Не вовремя включили горячую воду
• 
  Светодиодная лампа схема
• 
  Монтаж подстанции