Падение напряжения формула: Расчетные формулы расчета потерь напряжения

Расчет напряжения электропитания на потребителя, определение напряжения на нагрузке

Падение напряжения в электрической сети может стать настоящей проблемой с приобретением современных мощных электроприборов. Чаще всего от этого страдают жильцы старых многоквартирных и частных домов, проводка в которых проложена 20, а то и 30 лет назад. Для энергопотребителей тех времен сечения кабеля было вполне достаточно, однако сегодня практически все пользователи полностью перешли на электрическую технику, эксплуатация которой требует модернизации проводки.

Наглядную картину можно наблюдать на примере освещения. Когда в электрической сети падает напряжение при подключении нагрузки с малым сопротивлением, лампы начинают гореть с меньшей яркостью. Причиной такого явления может быть недостаточное сечение проводки.

Чтобы убедиться в том, что источник выдает больший вольтаж, чем потребитель, необходимо вычислить напряжение на нагрузке. Сделать это можно путем включения в цепь вольтметра или по формуле. В первом случае измерительный прибор, который изначально имеет достаточно высокое сопротивление на входе, необходимо подключать параллельно линии. Это позволяет избежать шунтирования нагрузки и искажения результатов измерения.

Как рассчитать напряжение по формуле

Когда возникают перебои в подаче электроэнергии к приборам, важно проанализировать работу линии. При этом следует определить напряжение на нагрузке по формуле – такое решение дает максимально точный результат и позволяет вычислить другие параметры аналогичным способом. Так, формула расчета напряжения на нагрузке выглядит следующим образом:

U₁ – напряжение источника;

ΔU – падение напряжения в линии;

I – ток в линии;

R₀ – сопротивление линии.

В том случае, если сопротивление линии и напряжение источника постоянны, напряжение на нагрузке напрямую зависит от силы тока в линии.

Например, при подключении прибора в электрическую сеть с напряжением 220 В, током 10 А и сопротивлением линии, равным 2 Ом, напряжение на нагрузке составит:

В режиме холостого хода падения напряжения в линии нет (ΔU = 0), поэтому напряжение на нагрузке теоретически равно вольтажу источника (U₂ = U₁). Однако на практике напряжение источника равняться напряжению потребителя не может, поскольку и проводка, и источник электроэнергии, и подключенный к сети прибор имеют собственное сопротивление.

Пример. Напряжение источника составляет 220 В, внутреннее его сопротивление можно не учитывать. Сопротивление проводки – 1 Ом. Сопротивление включенного в сеть электрического прибора – 12 Ом. Суммарное сопротивление цепи составит 13 Ом. Ток в линии рассчитывается по закону Ома и составляет:

Напряжение на нагрузке вычисляется по формуле, приведенной выше:

Таким образом, видно, что напряжение на нагрузке меньше исходных 220 В, остальной вольтаж «теряется» на проводах.

Падение напряжения при подключении нагрузки потребителя

Из-за скачков вольтажа в сети страдают преимущественно жители частного сектора, дачных и коттеджных поселков. Из-за чего же происходит падение напряжения при подключении потребителя?

Первая причина этого явления – недостаточное сечение электрической проводки в доме. Дело в том, что слишком тонкие жилы кабеля не выдерживают большой нагрузки, которая возникает при включении в сеть электроприборов с высокой мощностью. Вторая причина – некачественные контакты в местах соединения проводов, что создает дополнительное сопротивление на линии.

Из-за падения напряжения в обоих случаях есть риск перегрева проводки или участка, в котором находится неисправный контакт. Это может стать причиной полного прекращения подачи электроэнергии на объект и даже возгорания.

Иногда падение напряжения наблюдается не на стороне пользователя, а на линиях электропередач. Оно может возникать вследствие перегрузки подстанции. В этом случае решить проблему может лишь поставщик электроэнергии путем замены устаревшей подстанции на более новую модель с современной релейной защитой. Еще одной причиной низкого напряжения может быть недостаточное сечение проводов на линии электропередач, а также нестабильное распределение нагрузки фаз на стороне подстанции. Как и в первом случае, устранить эти недочеты может только поставщик коммунальной услуги.

Узнать, действительно ли поставщик электроэнергии виноват в «провалах» напряжения, можно, опросив соседей. Если у них подобной проблемы нет, значит, стоит искать причину на территории участка. Зачастую этот вопрос успешно решается путем замены проводки на новый кабель с большим сечением. Однако в некоторых случаях падение напряжения продолжает наблюдаться. Причина может заключаться в так называемых «скрутках» – соединениях проводов путем их скручивания. Дело в том, что каждый некачественный контакт на линии снижает конечное напряжение в сети. Чтобы этого избежать, рекомендуется использовать заводские зажимы, которые гораздо более надежны, чем другие способы соединения электрических кабелей, а также абсолютно безопасны.

В случаях с применением низковольтных аккумуляторных батарей тоже могут наблюдаться «провалы». Если при включении потребителей падает напряжение зарядки источника питания, наиболее вероятная причина этого – некачественные контакты.

При падении напряжения в сети принципиально важно выяснить и устранить причину этого. В противном случае бездействие может обернуться печальными последствиями, особенно если дело касается электрической бытовой проводки. Современные кабели с подходящим сечением и качественно выполненные соединения проводов – залог длительной и эффективной работы всех электроприборов.

Правила расчёта потерь в кабеле при помощи таблиц Кнорринга | Полезные статьи

Кабельные жилы при пропускании тока будут выделять тепло. Величина тока в совокупности с сопротивлением жил определяют уровень потерь кабеля. Если иметь информацию о сопротивлении жил и о том, насколько велик пропускаемый через них ток, удастся узнать объём потерь в цепи.

Расчёт потерь выполняется при помощи формулы: ΔU,%=(Uном-U)∙100/ Uном. Где, Uном – номинальное входное напряжение, U – напряжение нагрузки. Выражаются потери в процентах от номинала, характерного для возникшего напряжения.

Практически намного проще использовать таблицы Кнорринга, востребованные при организации электропроводки. Информация в таблицах синхронизирует «момент нагрузки» и потери. Вычислить момент предлагается в виде произведения нагрузочной мощности (Р), измеряемой в киловаттах, и линейной длины (L), обозначаемой в метрах. Данные в таблицах Кнорринга отображают зависимость понесённых кабелем потерь от «момента нагрузки», применительно к двухпроводным медным линиям. Обязательным условием является наличие напряжения 220В.

Также разработана таблица, определяющая идентичную зависимость, но применительно к трёхфазным четырёхпроводным нулевым линиям при напряжении на уровне 380/220В. Есть схожие сведения и для трёхпроводных линий без нуля при 380В. Однако информация является достоверной исключительно при равенстве нагрузки в фазах, что позволяет определить ток в четырёхпроводных нулевых линиях, а именно в их нулевых жилах, также как нулевой.

Если нагрузка несимметричная применительно к трёхфазным линиям, то неизбежно увеличение потерь. Избежать ошибок в случае существенной нагрузочной асимметрии в нулевых линиях можно, используя таблицы, с данными для двухпроводных медных линий, однако это утверждение верно применительно к самой нагруженной фазе.

Разработана таблица Кнорринга, содержащая информацию, касающуюся зависимости от момента нагрузки кабельных потерь, верная для медных проводников при напряжении на уровне 12В. Рассчитать с помощью этой таблицы можно линейные потери посредством понижающих трансформаторов, питающих светильники с низким вольтажом.

Важно! Таблицы не учитывают линейное индуктивное сопротивление, из-за того, что при задействовании кабелей, оно является крайне малым и не может сравниваться с активным сопротивлением.

Таблицы Кнорринга верны при подключённой в конце линии нагрузке, что позволяет вычислять момент нагрузки по формуле: М=L∙РН. Когда есть несколько схожих по мощности нагрузок, составляющих целостную нагрузку, и распределены они на протяжении всей линии, используется формула: М=L∙ РН ∙n/2.

Если отмечается наличие двух соединённых линий с равномерным распределением нагрузки, можно вычислить потери напряжения, выявив сумму длин линий, при этом сечение кабелей в них допускается различное.

Что это — падение напряжения

Для человека, который знаком с электрооборудованием на уровне простого пользователя (знает, где и как включить/выключить), многие используемые электриками термины кажутся какой-то бессмыслицей. Например, чего только стоит «падение напряжения» или «сборка схемы». Куда и что падает? Кто разобрал схему на детали? На самом же деле, физический смысл происходящих процессов, скрывающийся за большинством этих слов, вполне доступен для понимания даже со школьными знаниями физики.

Чтобы объяснить, что такое падение напряжения, необходимо вспомнить, какие вообще напряжения бывают в электрической цепи (имеется в виду глобальная классификация). Их всего два вида. Первый – это напряжение источника питания, который подключен к рассматриваемому контуру. Оно может также называться приложенным ко всей цепи. А второй вид – это именно падение напряжения. Может быть рассмотрено как в отношении всего контура, так и любого отдельно взятого элемента.

На практике это выглядит следующим образом. Например, если взять обычную лампу накаливания, вкрутить ее в патрон, а провода от него подключить в домашнюю сетевую розетку, то приложенное к цепи (источник питания – проводники – нагрузка) напряжение составит 220 Вольт. Но стоит нам с помощью вольтметра замерять его значение на лампе, как станет очевидно, что оно немного меньше, чем 220. Так произошло потому, что возникло падение напряжения на электрическом сопротивлении, которым обладает лампа.

Пожалуй, нет человека, который не слышал бы о законе Ома. В общем случае формулировка его выглядит так:

I = U / R,

где R – активное сопротивление цепи или ее элемента, измеряется в Омах; U – электрическое напряжение, в Вольтах; и, наконец, I – ток в Амперах. Как видно, все три величины непосредственно связаны между собой. Поэтому, зная любые две, можно довольно просто вычислить третью. Конечно, в каждом конкретном случае придется учесть род тока (переменный или постоянный) и некоторые другие уточняющие характеристики, но основа – вышеуказанная формула.

Электрическая энергия – это, фактически, движение по проводнику отрицательно заряженных частиц (электронов). В нашем примере спираль лампы обладает высоким сопротивлением, то есть замедляет перемещающиеся электроны. Благодаря этому возникает видимое свечение, но общая энергия потока частиц снижается. Как видно из формулы, с уменьшением тока уменьшается и напряжение. Именно поэтому результаты замеров у розетки и на лампе различаются. Эта разница и является падением напряжения. Данная величина всегда учитывается, чтобы предотвратить слишком большое снижение на элементах в конце схемы.

Падение напряжения на резисторе зависит от его внутреннего сопротивления и силы протекающего по нему тока. Также косвенное влияние оказывают температура и характеристики тока. Если в рассматриваемую цепь включить амперметр, то падение можно определить умножением значения тока на сопротивление лампы.

Но далеко не всегда удается вот так просто с помощью простейшей формулы и измерительного прибора выполнить расчет падения напряжения. В случае параллельно подключенных сопротивлений нахождение величины усложняется. На переменном токе приходится дополнительно учитывать реактивную составляющую.

Рассмотрим пример с двумя параллельно включенными резисторами R1 и R2. Известно сопротивление провода R3 и источника питания R0. Также дано значение ЭДС – E.

Приводим параллельные ветки к одному числу. Для этой ситуации применяется формула:

R = (R1*R2) / (R1+R2)

Определяем сопротивление всей цепи через сумму R4 = R+R3.

Рассчитываем ток:

I = E / (R4+r)

Остается узнать значение падение напряжения на выбраном элементе:

U = I * R5

Здесь множитель «R5» может быть любым R — от 1 до 4, в зависимости от того, какой именно элемент схемы нужно рассчитать.

Потери напряжения в кабеле: калькулятор для онлайн расчета

Потери напряжения в кабеле являются большой проблемой в случае длинного пути от источника питания к потребителю, а также высокой потребляемой мощности последнего. Неверно подобранные материалы для электрической линии (проводки), например, провода с очень тонкими жилами, начинают греться из-за низкой проводимости для электрического тока. Предоставленный нами калькулятор позволяет выполнить расчет потерь напряжения в кабеле онлайн:

Также давайте разберемся, откуда берутся потери и почему. Токопроводящие жилы изготавливают из меди и алюминия они, хоть и являются отличными проводниками, но все равно обладают определенным удельным сопротивлением, которое является активным. На любом резистивном элементе падает определенное количество Вольт, согласно закону Ома:

U=I*Rпров

В постоянном токе при расчетах потерь напряжения в кабеле фигурирует только активное сопротивление R. В то же время при работе с переменным током, например, в сетях 0.4 кВ, к активной величине добавляется и реактивная часть — они составляют полное сопротивление Z (Xl и Xc). Роль реактивной мощности очень важна в расчетах, так как она составляет 20 и более процентов от потребляемой мощности.

Для чего нужен такой расчет? Всё очень просто: чем больше R проводки – тем больше потерь, и тем сильнее греются провода. Давайте разберемся как их рассчитать вручную, но проще это сделать с помощью онлайн калькулятора. Формула определения сопротивления проводника выглядит так:

R=p*L/S

где:

• p — удельное сопротивление;
• L — длина;
• S — площадь поперечного сечения.

Отсюда следует, что оно зависит от длины и площади поперечного сечения. Чем длиннее и тоньше проводник — тем больше R, а для его уменьшения нужны жилы с большим поперечным сечением.

Тогда в простейшем случае потери равны падению напряжения на линии:

dU=I*Rпров

А с учетом полной мощности для переменного тока:

Но первая формула справедлива только для одной из токопроводящих жил, а электричество, как известно, нельзя передавать по одному проводу. Его передают как минимум по двум, в трехфазной сети — по четырем проводам.

Чтобы упростить себе калькуляцию и сохранить драгоценное время — пользуйтесь онлайн калькулятором для проведения расчетов потерь напряжения в кабеле. Для этого вы должны ввести параметры:

• длину;
• площадь поперечного сечения токопроводящих жил;
• величину потребляемого тока или мощности;
• количество фаз;
• температуру проводника;
• COS Ф.

В результате в пару кликов онлайн калькулятор предоставит вам следующие данные:

• потери;
• сопротивление кабеля;
• реактивная мощность;
• напряжение на нагрузке.

Материалы по теме:

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 I₂z_л (падение напряжения на активном сопротивлении линии I₂r_л и падение напряжения на индуктивном сопротивлении линии I₂x_л). 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;
r_уд, x_уд — удельное активное и индуктивное сопротивление кабельной линии, Ом/км;
l — длина кабельной линии, км;
U_л — 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;
r_уд, x_уд — удельное активное и индуктивное сопротивление кабельной линии, Ом/км;
l — длина кабельной линии, км;
U_ф — 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;
r_уд — 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:

Калькулятор падения напряжения

Калькулятор падения напряжения рассчитает падение напряжения в цепи для длинных проводов на основе напряжения, тока, фаз, проводника, размера провода и расстояния между цепями. Он также рассчитает напряжение на нагрузке и падение напряжения в процентах.

Калькулятор падения напряжения

Введите информацию ниже, чтобы рассчитать падение напряжения в цепи.

Напряжение — Введите напряжение в источнике цепи. Однофазные напряжения обычно 115В или 120В,
в то время как трехфазные напряжения обычно составляют 208 В, 230 В или 480 В.

Ампер — Введите максимальный ток в амперах, который будет протекать по цепи. Для двигателей рекомендуется
чтобы умножить паспортную табличку FLA на 1,25 для определения размера провода.

Проводник — Выберите материал, используемый в качестве проводника в проводе. Обычными проводниками являются медь и алюминий.

Фазы — Выберите количество фаз в цепи.Обычно это однофазный или трехфазный. За
однофазные цепи, требуется три провода. Для трехфазных цепей требуется четыре провода. Один из этих проводов является проводом заземления.
который можно уменьшить. Чтобы рассчитать размер заземляющего провода, используйте Калькулятор размера заземляющего провода.

Размер провода — Выберите размер провода в цепи. Единицами измерения сечения провода являются AWG или тысячные милы.

Расстояние — Введите длину проводов в цепи в одном направлении в футах.

Примечание. Результаты этого калькулятора основаны на температуре проводника 75°C .

Источник: NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс, глава 9, таблица 8

Как рассчитать падение напряжения

Падение напряжения рассчитывается с использованием наиболее универсального из всех электрических законов: закона Ома. Это означает, что потенциал напряжения на проводнике равен
ток, протекающий через проводник, умноженный на полное сопротивление проводника.Другими словами, Vd = I x R. Из закона Ома была выведена простая формула
вычислить падение напряжения на проводнике. Эта формула может помочь вам определить падение напряжения в цепи, а также размер провода, который вам понадобится для вашей цепи.
исходя из максимального желаемого падения напряжения. В Национальном электротехническом кодексе указано, что падение напряжения в фидерной цепи не должно превышать 5%, а падение напряжения в ответвленной цепи
не должен превышать 3%.

Однофазные цепи

Падение напряжения рассчитывается для однофазных цепей следующим образом:

Vd = падение напряжения

I = Ток в проводнике (Ампер)

L = длина цепи в одну сторону (футы)

см = площадь поперечного сечения проводника (круглые милы)

К = Сопротивление в омах 1 кругового мил фута проводника.
Примечание: K = 12,9 для медных проводников при 75°C (167°F) и K = 21,2 для алюминиевых проводников при 75°C (167°F).

Трехфазные цепи

Падение напряжения рассчитывается для трехфазных цепей следующим образом:

Vd = Падение напряжения

I = Ток в проводнике (Ампер)

L = длина цепи в одну сторону (футы)

см = площадь поперечного сечения проводника (круглые милы)

К = Сопротивление в омах 1 кругового мил фута проводника.
Примечание: K = 12,9 для медных проводников при 75°C (167°F) и K = 21,2 для алюминиевых проводников при 75°C (167°F).

Чтобы рассчитать максимальное расстояние цепи на основе падения напряжения в процентах, используйте
Калькулятор расстояния цепи.

Чтобы рассчитать размер провода для цепи, используйте калькулятор размера провода или расширенный калькулятор размера провода.
Чтобы рассчитать нагрузку на провод для цепи, используйте Калькулятор тока провода или Расширенный калькулятор силы тока провода.

Ознакомьтесь с Условиями использования и Политикой конфиденциальности для этого сайта.Ваше мнение очень ценится. Дайте нам знать, как мы можем улучшить.

Формулы падения напряжения — журнал IAEI

Падение напряжения упоминается только в некоторых разделах NEC в качестве информационных примечаний и требуется для расчета в других разделах Code . Эти разделы: 210.19(A) Информационное примечание 4, 215.2(A)(1) Информационное примечание 2 и 3, 310.15(A)(1) Информационное примечание 1, 647.4(D), 310.60(B) Информационное примечание 2, 455.6( А) Информационная записка и 695.7. Допустимые или требуемые величины падения напряжения могут составлять от 1,5 до 15 процентов от напряжения фидера или ответвленной цепи. Обычно рекомендуется максимум пять процентов на цепи. Информационные примечания не являются обязательными требованиями Code , а представляют собой пояснительный материал, предназначенный только для информационных целей [см. 90.5(C)].

Однако инструкции производителя по установке, которым необходимо следовать в 110.3(B), часто требуют поддержания минимального номинального напряжения для того, чтобы конкретный тип утилизирующего оборудования функционировал должным образом, как это предусмотрено производителем, и чтобы быть внесены в список признанной на национальном уровне испытательной лабораторией электрооборудования.Для выполнения расчетов падения напряжения необходимо иметь следующую информацию: 1) коэффициент k, 2) длину фидера или ответвленной цепи до нагрузки, 3) силу тока нагрузки цепи и, конечно же, 4) напряжение цепи. Коэффициент k представляет собой множитель, представляющий сопротивление постоянному току для проводника данного размера длиной 1000 футов и работающего при температуре 75°C. Из этой информации пользователь кода может найти проводник минимального размера, необходимый для переноса нагрузки (измеряется в круговых милах или тысячах милах), и/или процент падения напряжения.

Приведенные здесь формулы основаны на значениях сопротивления проводника постоянному току, приведенных в главе 9, таблице 8 стандарта NEC , и считаются в целом приемлемыми для расчета падения напряжения. Таблица 8 основана на 75C/167F и обеспечивает постоянную k-фактора 12,9 для медных и 21,2 для алюминиевых проводников. — См. примечание ниже.

Например, чтобы найти k-фактор, , вы умножаете сопротивление проводника на фут на круговой мил проводника. Помните, что в таблице 8 указано сопротивление в омах на 1000 футов. Для расчета падения напряжения при использовании медного провода обязательно выберите значение из столбца «медь без покрытия», так как большинство медных проводников не имеют покрытия. Быть «покрытым» означает, что на медном проводнике есть оловянное или другое покрытие, которое изменяет значение его сопротивления. Если проводник «с покрытием», используйте значение сопротивления столбца «с покрытием». Помните, что «с покрытием» не относится к монтажу проводника.Обратите внимание на следующие примеры.

Для медного провода используйте сопротивление постоянному току, измеренное в омах, из главы 9, таблица 8:

Сопротивление постоянному току медного проводника 1000 тыс. смил составляет 0,0129 Ом на 1000 футов.

(0,0129 Ом на 1000 футов разделить на 1000
= 0,0000129 Ом на фут)

0,0000129 Ом на фут x 1 000 000 круговых мил = 12,9 k-фактор — для медного провода

Для алюминиевого провода сопротивление постоянному току, измеренное в омах на 1000 футов проводника из главы 9, таблицы 8:

(0.0212 Ом на 1000 футов разделить на 1000
= 0,0000212 Ом на фут)

0,0000212 Ом на фут x 1 000 000 круговых мил
= коэффициент k 21,2 — для алюминиевой проволоки

Примечание. Важно отметить, что для нахождения k-фактора, , необходимо умножить сопротивление проводника на фут на круговые размеры проводника в милах. Для любого медного или алюминиевого проводника, указанного в таблице 8 главы 9, k-фактор будет приблизительно равен 12,9 или очень близок к нему для меди и 21.2 или очень близко к этому для алюминия. Поэтому эти две величины выбраны в качестве постоянных значений k-фактора для непокрытых медных или алюминиевых проводников, работающих при температуре окружающей среды 75°C/167°F и номинальной силе тока.

Температурный рейтинг

75C/167F часто используется в современных электрических цепях, так как большинство новых наконечников в электрораспределительном и утилизационном оборудовании рассчитаны на 75C/167F; и проводники с номиналом 90C/194F используются при токе 75C из-за требований к заделке, указанных в 110.14(С).

Используемая формула также в целом приемлема для проводников
60C/140F.

Падение напряжения рассчитывается для однофазных установок с учетом того, что ток будет возвращаться от нагрузки либо от нагрузки фаза-линия, либо от нагрузки фаза-нейтраль; поэтому в формулу сопротивления проводника к нагрузке и обратно добавляется множитель 2. Это необходимо для замыкания цепи и устранения неисправности, учитывая 250.122(B), что будет обсуждаться позже.
В формуле для трехфазных установок в качестве множителя используется 1,732 вместо 2. Ток течет к нагрузке и обратно по фазным проводникам.

После определения падения напряжения вольт используйте приведенную ниже формулу, чтобы определить процент падения напряжения для цепи или системы.

Пример 1:      Падение 7,2 В ÷ 240 В (1 фаза)        = падение напряжения 3 %

Пример 2:      Падение 24 В ÷ 480 В L-L                  = падение напряжения 5 %

Выберите формулу на основе используемого сечения проводника или максимального значения падения напряжения, приемлемого для AHJ.(3%, 5% и т.д.)

ФОРМУЛЫ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Вольт упал

= 2 x Длина проводников для нагрузки x k-фактор (медь или алюминий) x I (сила тока) ÷ Круговые милы или тысячные милы используемого проводника

Формулы падения напряжения для 3-фазных установок:

Падение вольт =

1,732 x Длина проводников для нагрузки x k-фактор (медь или алюминий) x I (сила тока) ÷ Круговые милы или тысячные милы используемого проводника

Для определения размера в круговых милах требуется (однофазный) = 2 x L x K x I ÷ % падения напряжения

Для определения размера в круговых милах требуется (трехфазный) = 1. 732 x L x K x I ÷ % падение напряжения

Эти формулы можно использовать для определения максимальной длины проводника, размера кругового мила, необходимого для проводника, или падения напряжения в системе или цепи.

Формулы падения напряжения

Где
VD       = фактическое падение напряжения (, а не процентов)
K   = предполагаемое удельное сопротивление
L    = длина пути до нагрузки
I     = нагрузка в амперах

Примечание: Для трехфазных формул замените множитель 2 на 1.732.

2 x K x I x L ÷ CM = VD

2 x K x I x L ÷ VD = CM

(CM x VD)   ÷ (2 x K x I)  = максимальная длина

(CM x VD)   ÷ (2 x K x L)  = максимальный I (амперы)

Примечание: Чтобы найти k-фактор, умножьте сопротивление на фут проводника на круговые милы.

1. Перейдите к главе 9, таблице 8
2. Найти 1 AWG
3. В столбце Circular Mils для 1 AWG найдите 83 690

.

4. Перейти к сопротивлению постоянному току при 75°C (167°F), Таблица 8
5. Перейти к столбцу Ом/кФт.Для 1 AWG найдите 0,154 Ом/кФУ

.

6. (0,154/1000) = 0,000154

Пример: К для меди 1 AWG при 75°C = 0,000154 x 83690 = 12,9

Примечание: Глава 9 Таблица 8 Значения сопротивления постоянному току для коэффициента k и падения напряжения в цепях переменного тока используются для простоты и согласованности. Значения сопротивления для провода данного размера в Главе 9 Таблица 8 очень близки к значениям, указанным в Главе 9 Таблица 9, независимо от того, какой метод подключения используется.

Выдержка из Книга формул и расчетов Ферма IAEI , 2014 г.

Формулы падения напряжения и мощности для инженеров-электриков ~ Изучение электротехники

Пользовательский поиск

Работаете с однофазным, трехфазным и постоянным током, и вам быстро нужны справочные формулы для падения напряжения и расчеты мощности для данного проводника? В таблице ниже приведена краткая справка по этим расчетам. 2$

Значение символов, используемых в формулах выше :

$L$       =   Полная длина проводника
$r $       =    Сопротивление проводника на единицу длины
$x$       =    Реактивное сопротивление проводника на единицу длины
$∆V$    =  Перепад напряжения 
$P$         = 0 Активная мощность 900 =    Реактивная мощность
$I$        =   Ток

Калькулятор падения напряжения для солнечных электрических систем

Калькулятор падения напряжения

k=12.9 для меди или k=21,2 для алюминия

Select Material: CopperAluminum

Select Size: 18 AWG16 AWG14 AWG12 AWG10 AWG8 AWG6 AWG4 AWG3 AWG2 AWG1 AWG1/0 AWG2/0 AWG3/0 AWG4/0 AWG250 kcmil750 kcmil800 kcmil900 kcmil1000 kcmil1250 kcmil1500 kcmil1750 kcmil2000 kcmil

Выберите фазу и количество проводов: 1-фазный – 2-проводной3-фазный 3-проводной3-фазный 4-проводной

Падение напряжения:

3

Конец нагрузки цепи:

CMA проводника:

Что такое падение напряжения?

Руководство по инвертору FREE Solar

Когда электрический ток проходит по цепи, небольшое количество напряжения теряется из-за сопротивления в проводах. Эта концепция   , известная как падение напряжения, приводит к небольшим потерям производительности вашей солнечной батареи.

Когда вы переходите на солнечную энергию, одной из целей является минимизация падения напряжения , чтобы ваша система работала с максимальной эффективностью. Этот калькулятор падения напряжения является инструментом, помогающим спланировать прокладку проводки и максимально увеличить производительность вашего массива.

Как использовать калькулятор падения напряжения

Входные данные:

• Материал: выберите алюминиевый или медный провод.
• Размер: Размер провода. (Более длинный провод = меньшее падение напряжения.)
• Фазы: Выберите инвертор, который соответствует конфигурации вашей местной коммунальной службы.
• Длина одностороннего канала: длина (в футах) вашего канала. Это расстояние между вашим массивом и вашим инвертором или между вашим инвертором и сервисной панелью.
• Нагрузка: общая потребляемая мощность (в амперах) от приборов, питаемых от фотоэлектрической батареи.
  Напряжение (макс.): максимальное входное напряжение сервисной панели. 240В стандартно.

---

Выходы:

• Падение напряжения: Потеря мощности (в вольтах) по всей длине проводки.
• Падение напряжения, %: Мощность, потерянная из-за падения напряжения, в процентах от общей генерируемой мощности.
• Напряжение на конце нагрузки: напряжение на конце цепи (после прохождения тока по проводу и падения напряжения).
• CMA проводника: Стойки для Circular Mil Area. Измеряет площадь выбранного размера провода.

Как свести к минимуму падение напряжения

Текущий NEC (Национальный электротехнический кодекс) рекомендует проектировать системы с падением напряжения менее 2%.В большинстве случаев правильно спроектированная солнечная система должна соответствовать этой отметке.

Вот несколько советов, которые помогут снизить падение напряжения и максимально эффективно использовать массив:

• Располагайте компоненты близко друг к другу, чтобы минимизировать длину проводки. Более длинные провода = большее сопротивление, что приводит к более высокому падению напряжения.
• Используйте провод большего размера. Больше провод = меньше сопротивление.
• Если необходима длинная проводка, спроектируйте систему таким образом, чтобы преодолевать сопротивление.Используйте высоковольтные продукты и большие группы панелей (если вы используете инвертор строк).

Чувствуете, что застряли на проектировании системы? Запросите бесплатную консультацию с нашей командой дизайнеров или позвоните нам по телефону 1-800-472-1142, чтобы немедленно связаться с нами. Каждая система, которую мы продаем, включает электрическую схему, разработанную для минимизации падения напряжения и обеспечения соответствия вашей системы нормам.

Расчет падения напряжения для однофазных и трехфазных систем

 

Электрощит

Когда дело доходит до расчета падения напряжения, существует несколько ценных индивидуальных подходов, которые можно использовать при работе с электрическими системами. Таким образом, для инженера важно определить соответствие своих расчетов фактическому сценарию в системе типов или типе установки. Следующий сценарий охватывает комплексный расчет электрических цепей в различных сценариях.

Пример 1. Расчет падения напряжения в однофазной сети постоянного тока.
схема.

Жесткий медный двухжильный провод #14
кабель длиной 750 футов обеспечивает
Нагрузочный резистор 125 Ом для обогрева
целей на 75 град. C. Найдите напряжение
вставьте кабель; и найти полученное
напряжение на нагрузочном резисторе.

Диаграмма: цепь постоянного тока

Решение: наружу) и сопротивление кабеля (назад). Предположим, что кабель имеет постоянное сопротивление 75 град. C. 

Определите сопротивление кабеля, 

Сопротивление кабеля = (СОПРОТИВЛЕНИЕ НА 1000 ФУТОВ) x (750 / 1000) x 2

• R = (3.07 Ом на метр фут) X (0,750) x 2
• R = 2,3 Ом x 2
• R = 4,6 Ом.

Общая устойчивость = 125 Ом + 2,3 Ом = 129,6 Ом

Текущий = 125 / 129,6 = 0,9645 Amperes

Падение напряжения в кабелях = Ток X Кабель Сопротивление

Следовательно,

• Падение напряжения в кабеле = 4.436 V
• Напряжение на клемме нагрузки = 0,9645 x 125 Ом = 120,56 Вольт

Пример 2. Рассчитайте приблизительное падение напряжения в однофазной цепи переменного тока при единичном коэффициенте мощности в пластиковом кабелепроводе.

От автоматического выключателя на 115 В перем. тока сплошной медный двухжильный кабель № 12 в пластиковом кабелепроводе длиной 750 футов обеспечивает нагрузку двигателя, требующую 1,3 кВт. Найдите примерное падение напряжения в кабеле?; и найти результирующее напряжение, подаваемое на нагрузку двигателя? (Примечание: игнорируйте работу двигателя с постоянной кВА). Схема: Цепь переменного тока

Решение:) x (750 / 1000) x 2

• R = (1,70 Ом на м фут) X (0,750) x 2
• R = 1,275 Ом x 2
• R = 2,55 Ом.

Рассчитайте общий ток, протекающий в цепи.

• I = 1300/115 (без учета коэффициента мощности)
• I = 11,3 ампера

Падение напряжения в кабеле = ток x сопротивление кабеля

Следовательно,

• Падение напряжения в кабеле = 28.82 Вольта
• Напряжение на клемме нагрузки = 115 — 28,82 = 86,18 Вольта

Пример 3. Расчет падения напряжения в трехфазной цепи переменного тока при коэффициенте мощности менее единицы.

От автоматического выключателя 480/3P скрученный медный трехжильный кабель #0000 типа TC (небронированный) длиной 280 футов, проложенный в алюминиевом кабельном лотке. Кабель питает нагрузку переменного тока с коэффициентом мощности 85%, потребляющим 200 ампер. Найдите падение напряжения в кабеле; и найти результирующее напряжение, подаваемое на нагрузку.

9001

9001

1

2 Диаграмма: 3-фазная схема переменного тока

1

Решение:

Устойчивость к кабелю = (сопротивление для 1000 футов) х (280/1000) — на линию

• R = (0,078 Ом на м·фут) X (0,0,28)
• R = 0,0218 Ом — на линию

Ток указан при 200 амперах.

Падение напряжения в кабеле = ток x сопротивление кабеля

• Vd = (200) X (0,0218 Ом) x 1.73 (умножьте на коэффициент 1,73 для трехфазных систем)
• Vd = 7,55 В

Следовательно,

Мы не можем найти эту страницу

(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})

{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}}*

{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}

{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}}
{{addToCollection.description.length}}/500

{{l10n_strings.TAGS}}
{{$элемент}}

{{l10n_strings.ПРОДУКТЫ}}

{{l10n_strings. DRAG_TEXT}}

{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}

{{l10n_strings.LANGUAGE}}
{{$select.selected.display}}

{{статья.content_lang.display}}

{{l10n_strings.АВТОР}}

{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}

{{$выбрать. выбранный.дисплей}}

{{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}}
{{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}

Формула падения напряжения — расчет и примеры решения

Падение напряжения означает, что когда электрический ток протекает через падение напряжения, измеряется количество произведенной или потребленной электроэнергии.Падение электрического потенциала при протекании тока в электрической цепи называется падением напряжения. Это также метод, похожий на электрическую цепь. Кроме того, на каждую точку схемы можно подать напряжение, пропорциональное ее «электрической высоте». Другими словами, падение напряжения — это арифметическая разница между большим и меньшим напряжением. Кроме того, количество энергии в секунду (мощность), передаваемой компоненту в цепи, равно падению напряжения между выводами этого компонента, умноженному на ток, протекающий через него.

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

Как рассчитать падение напряжения?

Вольтметры

Создание цепи и измерение падения напряжения с помощью вольтметра является одним из методов определения падения напряжения на компоненте цепи (устройстве измерения тока). Кроме того, они спроектированы таким образом, чтобы как можно меньше влиять на работу цепи, к которой они подключены. Кроме того, они делают это, уменьшая величину тока, протекающего через вольтметр, до минимально возможного значения.

KCL и KVL

Все провалы напряжения и протекания тока в цепи представлены этими уравнениями.

Инженеры также могут изменять значения различных компонентов, чтобы создать окончательную схему, которая лучше всего соответствует принципу.

KCL 

Закон Кирхгофа о токе гласит, что суммарный ток, втекающий и вытекающий из любого соединения проводов в цепи, равен нулю. Кроме того, уравнения KCL являются формулами сохранения заряда.

KVL

Закон Кирхгофа о напряжении гласит, что общие потери напряжения вокруг любого замкнутого канала в цепи равны нулю.Его уравнения также представляют концепцию сохранения энергии.

Формула падения напряжения

Формула падения напряжения показывает, как конденсируется мощность, обеспечиваемая источником напряжения, когда электрический ток проходит через устройства, которые не обеспечивают напряжение электрической цепи.

Кроме того, нежелательны перепады напряжения между внутренними сопротивлениями источника и соединениями, так как энергия питания тратится впустую. Кроме того, поскольку обеспеченная мощность выполняет надлежащую работу, предпочтительнее падение напряжения на активных частях цепи и нагрузках.

V = I × Z

V = IZ

Где

I = относится к току в амперах (А)

Z = относится к импедансу в омега (Ом)

V = относится к напряжению drop

Решенные примеры 

Ex.