Электропроводка

Расчет потерь в однофазной сети. Увеличение площади сечения жилы кабеля. Сечение провода находится из отношения

Расчет потерь в однофазной сети. Увеличение площади сечения жилы кабеля. Сечение провода находится из отношения

Вопрос качества передачи и получения электрической энергии во многом зависит от состояния оборудования, которое участвует в этом сложном технологическом процессе. Поскольку в энергетике транспортируются огромные мощности на большие расстояния, то к характеристикам линий электропередач предъявляются повышенные требования.

Это соответствует уменьшенному падению напряжения. Благодаря принципу действия, устраняя колебания напряжения, эквалайзер динамически компенсирует реактивную мощность, и, используя комбинацию индукторов и мощность, необходимую для его работы, он может одновременно подавлять гармонические компоненты в сети. В связи с тем, что система содержит только пассивные элементы - банки конденсаторов и катушек индуктивности и силовые выключатели, она не имеет собственного потребления, если мы не учитываем 80 Вт потребления контроллером-анализатором.

Причем снижению потерь напряжения постоянно уделяется внимание не только на протяженных высоковольтных магистралях, но и во вторичных цепях, например, измерительных трансформаторов напряжения, как показано на фотографии.

Кабели вторичных цепей ТН с каждой фазы собираются в одном месте — шкафу клеммной сборки. От этого распределительного устройства, расположенного на средней мачте крепления оборудования, цепи напряжения отдельным кабелем поступают на клеммник панели, расположенной в релейном зале.

Стабилизация напряжения также приносит определенную экономию потребления электроэнергии на уровне 5-15%. Из-за компенсации динамического коэффициента мощности, как указано выше, эквалайзер динамически компенсирует реактивность сети как стабильный, реалистичный взлет, эквалайзер может также использоваться для «освобождения» части мощности силового трансформатора, которая обычно резервируется для реактивной мощности, в случаях очень динамических подписок или в местах в сети, где дистрибьютор не имеет достаточной мощности короткого замыкания, а соединение очень динамических подписок приведет к высокому уровню мерцания в родительской сети.

Силовое первичное оборудование располагают на значительном удалении от защит и измерительных устройств, смонтированных на панелях. Протяжённость подобного кабеля достигает 300÷400 метров. Такие расстояния ведут к ощутимым потерям напряжения во внутренней схеме, что может серьёзно занизить метрологические характеристики измерительных приборов и системы в целом.

Эквалайзер - это система, которая всегда разработана в соответствии с конкретной ситуацией клиента, чтобы максимизировать ситуацию в его сети. Он также может помочь в стабилизации сети в местах расположения солнечных или ветровых электростанций, где производитель предлагает специальный эквалайзер для этих целей.

И последнее, но не менее важное: версия, способная подавлять кратковременное падение напряжения от сети, так называемое манипулирование, до 3 секунд и снижение до 30% от номинального напряжения. Но это уже тема для другой статьи. Более высокие нагрузки приводят к перегреву трансформатора, что может привести к срабатыванию тепловых выключателей или предохранителей. Поврежден трансформатор с термопредохранителем.

По этой причине качество преобразования первичной величины напряжения, например, 330 кВ во вторичное значение 100 вольт с необходимым классом точности 0,2 или 0,5 может не укладываться в допустимые пределы, требуемые для надежной работы измерительных комплексов и защит.

Чтобы исключить подобные ошибки на стадии эксплуатации все измерительные кабели подвергаются расчету на потери напряжения еще во время проектирования схемы электрического оборудования.

Трансформаторы могут быть менее загружены. Минимальная нагрузка на обычные трансформаторы не должна быть ниже 75%, потому что в противном случае пусковое напряжение будет увеличиваться слишком сильно, и срок службы ламп будет страдать. Для электронных трансформаторов минимальная нагрузка меньше, поскольку начальное напряжение не увеличивается значительно.

Например, перенапряжение на 5% может сократить срок службы ламп на 50%. Вот почему всегда удобно загружать трансформаторы на 100%, чтобы достичь наивысшего срока службы ламп. Могут ли все трансформаторы использоваться на открытом воздухе? Трансформаторы могут использоваться на открытом воздухе, если они защищены от воды.

Как создаются потери напряжения

Кабель состоит из токопроводящих жил, каждая из которых окружена слоем диэлектрика. Вся конструкция помещена в герметичный диэлектрический корпус.


Металлические проводники размещены довольно близко между собой, плотно прижаты защитной оболочкой. При большой длине магистрали они начинают работать . За счет его действия образуется емкостное сопротивление, являвшееся составной частью реактивного.

В конкретной установке вы должны убедиться, что правильный диммер установлен в правильном устройстве. Чтобы правильно выбрать диммер, буквы на трансформаторе и диммере должны совпадать. Все трансформаторы, как обычные, так и электронные, затемняются. Для электронных трансформаторов эти звуки слабее, но они существуют. Причиной является вырезание синусоидальной части во время затемнения. Эти возникающие извилистые стороны синусоиды приводят к жужжанию листов или встречных частей.

Справка: Если трансформатор прикручен, например, к деревянному потолку, то колебание передается, а бормотание увеличивается. Помогает ослабить винты или болты. монтаж резинового профиля между трансформатором и потолком. Является ли напряжение преобразователя слишком низким или слишком высоким?

В результате преобразований на обмотках трансформаторов, реакторов и других элементах с индуктивностями мощность электрической энергии приобретает индуктивный характер. Резистивное сопротивление металла жил образует активную составляющую полного или комплексного сопротивления Zп каждой фазы.

Для работы под напряжением кабель подключается на нагрузку с полным комплексным сопротивлением Zн в каждой жиле.

Это связано с измерительными приборами, которые не подходят для высокой рабочей частоты электронных трансформаторов. С помощью этих счетчиков можно тестировать только обычные трансформаторы, причем электронные трансформаторы приводят к плохим результатам.

Эти трансформаторы подходят для всех 12-вольтовых источников света. Для электронных трансформаторов длина кабеля ограничена максимум 2 метрами. Радиосигнала, поскольку кабель действует как передающая антенна. Скин-эффект, т.е. что все поперечное сечение кабеля больше не доступно для передачи мощности. Электрический ток выбрасывается на поверхность проводника. В середине кабеля меньше тока, свет очень темный.

Во время эксплуатации кабеля в трехфазной схеме при номинальном режиме нагрузки токи в фазах L1÷L3 симметричны, а в нейтральном проводе N протекает ток небаланса очень близкий к нулю.

Комплексное сопротивление проводников при протекании по ним тока вызывает падение и потери напряжения в кабеле, снижает его входную величину, а за счет реактивной составляющей еще и отклоняет по углу. Все это схематично показано на векторной диаграмме.

Почему существуют 2 первичных соединения? Два первичных соединения соединены параллельно в трансформаторе. Например, если два трансформатора должны быть подключены к одному потолочному розетке, один трансформатор может быть подключен напрямую, а другой - вторым первичным соединением.

Почему длина кабеля для электронных трансформаторов ограничена 2 м? Для более длинных кабелей могут возникнуть следующие проблемы. Помехи радиосигналов, поскольку низковольтные кабели действуют как передающая антенна. При высоких рабочих частотах происходит так называемый скин-эффект. Это означает, что все поперечное сечение кабеля больше не доступно для передачи энергии. В середине кабеля меньше тока. Это делает избыточное напряжение чрезмерно большим для более длинных кабелей, а свет очень темный.

На выходе кабеля действует напряжение U2, которое отклонено от вектора тока на угол φ и снижено на величину падения I∙z от входного значения U1. Другими словами, вектор падения напряжения в кабеле образован прохождением тока по комплексному сопротивлению проводника и равен значению геометрической разности входного и выходного векторов.

Кабель длиной 4 м может использоваться для подключения кабелей к звездам. Если этого недостаточно, трансформатор должен быть заменен обычным 50 Гц. Почему электронный трансформатор включается с задержкой? Трансформатор выполняет плавный пуск. То, что они, особенно мощные, сваривают инверторы, иногда немного гнев, их производители, продавцы и ремонтники убеждены каждый день. Это всегда потому, что клиенты идут на безупречные машины, они просто не готовят и не готовят. Возможно, первое, что сообщает клиент, - это: И у вас нет участия в расширении?

Для наглядности он показан увеличенным масштабом и обозначен отрезком ас или гипотенузой прямоугольного треугольника асk. Его катеты ak и kc обозначают падение напряжения на активной и реактивной составляющей сопротивления кабеля.

Мысленно продолжим направление вектора U2 до пересечения с линией окружности, образованной вектором U1 из центра в точке О. У нас появился вектор ab, с углом, повторяющим направлением U2 и длиной, равной арифметической разности величин U1-U2. Эта скалярная величина называется потерей напряжения.

Ответ часто просят: у меня есть и что? Затем сложную психологическую игру рассказывают, что она готовила в прошлом, но не в здании больше. Давайте сохраним качество электропроводки от нас, и давайте просто позаботимся о расширениях. Проблема в том, что некоторые люди используют линию расширения с соответствующим лезвием льва. Не говоря уже о том, что: у индийских расширений на элегантном барабане есть баубау для доллара, а некоторые «двухдюймовые» удлинения, которые сумасшедшие и не имеют барабана, стоят почти два литра.

И что дюйм имеет максимум 1, 5 мм2? Итак, давайте попробуем это в здании, когда он находится в сотне ярдов от ближайшего ботинка. Мы не тестировали проблемы больших зданий. Но тогда мы опробовали то, что неадекватная линия расширения, называемая расширением, сделала. Продолжительность жизненного цикла удлинителя всегда должна быть одинаковой или большей, чем срок службы оригинального шнура питания потребителя. В случае категории тока инвертора с током 100 А и высотой 2, 5 мм. Если такой удлинитель используется в удлинительной линии, тем слабее шип вызовет значительные объемы напряжений и не будет работать должным образом.


Ее рассчитывают при создании проекта и замеряют в процессе эксплуатации кабеля для контроля сохранности его технических характеристик.

Для проведения эксперимента необходимо выполнить два замера вольтметром на разных концах: входе и нагрузке. Поскольку разница между ними будет маленькая, то необходимо пользоваться высокоточным прибором желательно класса 0,2.

Это правда, что чем больше мощность ремней безопасности, тем больше средства к существованию склонности к низкой низкой склонности. Напротив, наблюдается устойчивый рост истощенного тока, который перегружает электрическую установку. Кроме того, удлинительный кабель сильно нагревается, и ему угрожает его разрушение, независимо от риска пожара! Другим ограничивающим фактором является длина удлинения, которая не должна превышать 50 метров. Максимальная длина должна учитываться для всех движущихся частей, то есть оригинальной оригинальной «обуви» из жгута проводов!


Длина кабеля может большой, что потребует значительного времени на переход с одного места на другое. За этот период напряжение в сети способно измениться по разным причинам, что исказит конечный результат. Поэтому такие замеры принято выполнять одновременно с двух сторон, привлекать помощника со средствами связи и вторым измерительным высокоточным прибором.

На вершине однофазных инверторов и их проблем с питанием мы уже столкнулись с одной из наших статей. Сегодня мы собираемся написать практический эксперимент, который ясно показывает, что происходит с напряжением и током, если вы используете слабое расширение и как оно на самом деле связано с наматывающим барабаном.

В подробной технической документации, особенно в технических описаниях, мы также указываем допуски на номинальные значения. Для энергопотребления особенно важно спроектировать и измерить проводку, для светимости - световые характеристики используемого тела, профиля и светоотдачи.

Поскольку вольтметры измеряют действующую величину напряжения, то разница их показаний укажет на величину потерь, образованную арифметическим вычитанием модулей векторов на входе и выходе кабеля.

В качестве примера рассмотрим приведенные на верхних фотографиях цепи измерительных трансформаторов напряжения. Допустим, что линейная величина на входе кабеля замерена с точностью до десятых долей и равно 100,0 вольт, а на выходных клеммах, подключенных к нагрузке, она составила 99,5 вольта. Это значит, что потери напряжения определены как 100,0-99,5=0,5 V. При переводе в проценты они составили 0,5%.

Световая эффективность определяется как отношение выходного светового потока и входной входной мощности сборки. Если говорить о световой эффективности, мы должны всегда точно определить, какую информацию относятся к данным. При оценке применения света сравнительные данные должны сравниваться.

Для классических лент это резистор-предшественник с гибридными ремнями для стабилизаторов тока. К сожалению, работа с ленточными лентами технически сложна и подходит только для специальных применений. Таким образом, поскольку световой поток источника дополнительно обрабатывается светильником, в частности, конструкция светильника и светопропускание рассеивателя.

Принцип расчета потерь напряжения

Вернёмся к векторной диаграмме векторов падения и потерь напряжения. Когда конструкция кабеля известна, то по удельному сопротивлению, толщине и длине металла токоведущей жилы вычисляется ее активное сопротивление.

Удельное реактивное сопротивление и длина позволяют определить полное реактивное сопротивление кабеля. Часто для расчета вполне достаточно взять справочник с таблицами и вычислить оба вида сопротивлений (активное и реактивное).

Классические источники света еще хуже. Тем не менее, световая эффективность не является единственной величиной для оценки осветительных сборок. Качество света важно, качество решения с точки зрения пользователя и его предпочтений, и они в значительной степени субъективны и индивидуальны.

В декоративной линии освещения в мебели, которая светит несколько часов в день, особенно важно, чтобы интерьер выглядел красиво. Светимость линии минимальна, так что она не светит, а общая входная мощность мала. Легкая эффективность такого применения будет решена немногими. Световые потери при косвенном отражении от потолка будут значительными. Во многих операциях освещение непрерывно. Производство и офисное освещение являются значительными эксплуатационными расходами. На шоссе мы синим с натриевыми лампами с почти монохромным светом.

Зная два катета прямоугольного треугольника вычисляют гипотенузу — значение комплексного сопротивления.

Кабель создается для передачи тока номинальной величины. Умножив его численное значение на комплексное сопротивление узнаем величину падения напряжения — сторону ас. Аналогично вычисляются оба катета: ak (I∙R) и kс (I∙X).

Однако они имеют беспрецедентную эффективность по сравнению с другими источниками света. В основном это связано с уменьшением продольного напряжения вдоль длины ленты. Падение напряжения вдоль линии полосы с ее длиной является нелинейным и зависит от типа ленты и ее общей длины. Таким образом, реальный общий вход ленты является интегральным значением входов отдельных секций и всегда меньше мощности, рассчитанной по номинальным значениям.

Положительно, что реальная ресурсная нагрузка поэтому меньше расчетного значения. В любом случае мы не рекомендуем «грешить» для этого, и исходная система всегда должна быть спроектирована с соответствующим запасом мощности. К сожалению, общая результирующая яркость ленты меньше, чем значение, вычисленное из номинального значения из-за продольных деформаций на ленте.

Далее выполняются простые тригонометрические вычисления. В треугольнике ake определяется катет ae умножением I∙R на cos φ, а в Δ сkf — длина стороны cf (I∙X умножается на sin φ). Обращаем внимание, что отрезок cf равен длине отрезка ed, как противоположной стороне прямоугольника.

Складываем полученные длины ae и ed. Узнаем протяженность отрезка ad, которая чуть-чуть меньше, чем ab или потери напряжения. В силу малой величины bd этим значением проще пренебречь, чем пытаться его учитывать в расчетах, что практически всегда и делают.

Вот такой несложный алгоритм заложен в основу расчета двухжильного кабеля при питании его переменным синусоидальным током. Методика действует с небольшими корректировками и для цепей постоянного тока.

В трехфазных линиях, работающих по трех- или четырехжильным кабелям подобная методика расчета используется для каждой фазы. За счет этого она намного усложняется.


Как выполняется расчет на практике

Времена, когда подобные расчеты производились вручную по формулам уже давно прошли. В проектных организациях давно используются специальные таблицы, графики и диаграммы, сведенные в технические справочники. Они избавляют от рутинной работы выполнения многочисленных математических операций и связанных с ними ошибок оператора.

В качестве примера можно привести методики, изложенные в общедоступных справочниках:

    Федорова по электроснабжению за 1986 год;

    по проектным работам для электроснабжения линий электропередач и электросетей под редакцией Большмана, Круповича и Самовера.

С массовым внедрением в нашу жизнь компьютеров стали разрабатываться программы расчета потерь напряжения, значительно облегчающие этот процесс. Они создаются как для выполнения сложных расчетов сетей электроснабжения проектными организациями, так и приближенной оценки предварительных результатов использования отдельного кабеля.

Владельцы электротехнических сайтов для этих целей размещают на своих ресурсах различные калькуляторы, которые позволяют быстро оценить возможности кабелей разных марок. Чтобы их найти достаточно в поиске Гугл ввести соответствующий запрос и выбрать один из сервисов.

В качестве примера рассмотрим работу калькулятора такого вида.


Сделаем ему тестовое испытание и введем исходные данные в соответствующие поля:

    переменный ток;

    алюминий;

    длина линии — 400 м;

    сечение кабеля — 16 мм кв (скорее всего это не кабель, а одна жила);

    расчет по мощности — 100 Вт;

    количество фаз — 3;

    напряжение сети — 100 вольт;

    коэффициент мощности —0,92;

    температура — 20 градусов.

Жмем кнопку «Расчет потерь напряжения в кабеле» и смотрим на итог работы сервиса.


Получился результат довольно правдоподобный: 0,714 вольта или 0,714%.

Попробуем его перепроверить на другом сайте. Для этого заходим на конкурирующий сервис и вводим те же значения.


В итоге получаем быстрый расчет.


Теперь можно сравнить результаты, выполненные разными сервисами. 0,714-0,693373=0,021 вольта.

Точность расчета в обоих случаях вполне приемлема не только для быстрого анализа эксплуатационных характеристик кабеля, но и для других целей.

Метод сравнения работы двух онлайн сервисов показал их работоспособность и отсутствие ошибок ввода данных, которые может совершить человек по невнимательности.

Однако, выполнив подобный расчет успокаиваться рано. Надо сделать вывод о пригодности выбранного кабеля для работы при конкретных условиях эксплуатации. Для этого существуют технические требования к допустимым отклонениям напряжения от нормы.

Нормативные документы по отклонению напряжения от номинальной величины

В зависимости от государственной принадлежности пользуются одним из нижеперечисленных.

ТКП 45—4.04—149—2009 (РБ)

Документ действует на территории республики Беларусь. При получении результата обращайте внимание на пункт 9.23.

СП 31—110-2003 (РФ)

Действующие нормативы предусмотрены для применения на объектах электроснабжения Российской Федерации. Рассматривайте пункт 7.23.

Заменил 1 января 1999 года межгосударственный стандарт, ГОСТ 13109 от 1987 года. Анализируйте по пункту 5.3.2.

Способы снижения потерь в кабеле

Когда расчет потерь напряжения в кабеле выполнен и результат сравнен с требованиями нормативных документов, то можно сделать вывод о пригодности кабеля для работы.

Если результат показал, что погрешности завышены, то необходимо выбирать другой кабель или уточнять условия его эксплуатации. На практике часто встречается типичный случай, когда уже у работающего кабеля методами замеров выявили, что потери напряжения в нем превышают допустимые нормы. За счет этого качество электроснабжения объектов понижается.

В такой ситуации необходимо принимать дополнительные технические мероприятия, позволяющие уменьшить материальные затраты, необходимые на полную замену кабеля за счет:

1. ограничения протекающей нагрузки;

2. увеличения площади поперечного сечения токопроводящих жил;

3. уменьшения рабочей длины кабеля;

4. снижения температуры эксплуатации.

Влияние передаваемой по кабелю мощности на потери напряжения

Протекание тока по проводнику всегда сопровождается выделением тепла в нем, а нагрев сказывается на его проводимости. Когда через кабель передаются повышенные мощности, то они, создавая большую температуру, увеличивают потери напряжения.

Чтобы их уменьшить иногда вполне достаточно часть потребителей, получающих электроэнергию по кабелю, просто отключить и перезапитать по другой, обходной цепочке.

Этот способ приемлем для разветвленных схем с большим количеством потребителей и резервных магистралей для их подключения.

Увеличение площади сечения жилы кабеля

Этим методом часто пользуются для снижения потерь в цепях измерительных трансформаторов напряжения. Если подключить к работающему кабелю еще один и соединить их жилы параллельно, то токи раздвоятся и уменьшат нагрузку в каждом проводе. Потери напряжения тоже снижаются, а точность работы измерительной системы восстанавливается.

Пользуясь таким способом важно не забывать вносить изменения в исполнительную документацию и особенно схемы монтажа, которыми пользуется ремонтно-оперативный персонал для проведения периодических технических обслуживаний. Это предотвратит ошибки работников.

Уменьшение рабочей длины кабеля

Способ не типичный, но в отдельных случаях им можно воспользоваться. Дело в том, что схемы прокладки кабельных трасс на многих развитых предприятиях энергетики постоянно развиваются и совершенствуются применительно к доставляемому оборудованию.

За счет этого создаются возможности переложить кабель с сокращением его длины, что снизит в итоге потери напряжения.

Влияние температуры окружающей среды

Работа кабеля в помещениях с повышенным нагревом ведет к нарушению теплового баланса, увеличению погрешностей его технических характеристик. Прокладка по другим магистралям или применение слоя теплоизоляции может снизить потери напряжения.

Как правило, эффективно улучшить характеристики кабеля удается одним или несколькими способами при комплексном их применении. Поэтому, когда возникает подобная необходимость, важно просчитать все возможные пути решения проблемы и выбрать наиболее приемлемый вариант для местных условий.

Следует учитывать, что грамотное ведение электрического хозяйства требует постоянного анализа оперативной обстановки, предвидения вариантов развития событий, умения просчитывать различные ситуации. Эти качества выделяют хорошего электрика из общей массы обычных работников.

Провода и кабели предназначены для передачи электроэнергии потребителям. При этом в протяженном проводнике падает напряжение пропорционально его сопротивлению и величине проходящего тока. В итоге к потребителю напряжение подается несколько меньше, чем оно было у источника (в начале линии). По всей длине провода потенциал будет изменяться из-за потерь в нем.

Потери напряжения в домашнем освещении

Выбор сечения кабеля производится с целью обеспечения его работоспособности при заданном максимальном токе. При этом следует учитывать его длину, от которой зависит еще один важный параметр – падение напряжения.

Линии электропередач выбирают по нормированному значению экономической плотности тока и рассчитывают на падение напряжения. Его отклонение от исходного не должно превышать заданных значений.

Величина проходящего через проводник тока зависит от подключаемой нагрузки. При ее увеличении возрастают также потери на нагрев.

На рисунке выше изображена схема подачи напряжения на освещение, где на каждом ее участке обозначены потери напряжения. Наиболее важной является самая удаленная нагрузка, и потери напряжения большей частью производятся для нее.

Потеря напряжения

Расчет потери напряжения ∆ U на участке цепи длиной L делают по формуле:

∆U = (P∙r 0 +Q∙x 0)∙L/ U ном, где

  • P и Q – мощности, Вт и вар (активная и реактивная);
  • r 0 и x 0 – активное и реактивное сопротивления линии, Ом/м;
  • U ном – номинальное напряжение, В.
  • U ном указывается в характеристиках электроприборов.

Согласно ПУЭ, допустимые отклонения напряжения от нормы следующие:

  • силовые цепи – не выше ±5 %;
  • схемы освещения жилых помещений и снаружи зданий – до ±5 %;
  • освещение предприятий и общественных зданий – от +5 % до -2,5 %.

Общие потери напряжения от трансформаторных подстанций до самой удаленной нагрузки в общественных и жилых зданиях не должны превышать 9%. Из них 5% относится к участку до главного ввода и 4% от ввода до потребителя. В соответствии с ГОСТ 29322-2014 номинал напряжения в трехфазных сетях – 400 В. При этом допускается отклонение от него на ±10% при нормальных условиях эксплуатации.

Нужно обеспечить равномерную нагрузку в трехфазных линиях на 0,4 кВ. Здесь важно, чтобы каждая фаза была нагружена равномерно. Для этого электродвигатели подключаются к линейным проводам, а освещение – между фазами и нейтралью, уравнивая таким образом нагрузки по фазам.

В качестве исходных данных используют значения токов или мощностей. Для протяженных линий учитывается индуктивное сопротивление, когда рассчитывают ∆U в линии.

Сопротивление x 0 проводов принимают в диапазоне от 0,32 до 0,44 Ом/км.

Расчет потерь в проводниках производят по ранее приведенной формуле, где удобно разделить правую часть на активную и реактивную составляющие:

∆U = P∙r 0 ∙L / U ном + Q∙x 0 ∙L/ U ном,

Подключение нагрузки

Нагрузка подключается разными способами. Наиболее распространены следующие:

  • подключение нагрузки в конце линии (рис. а ниже);
  • равномерное распределение нагрузок по длине линии (рис. б);
  • линия L1, к которой подключена другая линия L2 с равномерно распределенными нагрузками (рис. в).


Схема, на которой показаны способы подключения нагрузок от электрощита

Расчет ЛЭП на потерю напряжения

  1. Выбор средней величины реактивного сопротивления для жил из алюминия или сталеалюминия, например, в 0,35 Ом/км.
  2. Расчет нагрузок P, Q.
  3. Расчет реактивной потери:

∆U p = Q∙x 0 ∙L/U ном.

Определение допустимой активной потери из разности между потерей напряжения, которая задана, и вычисленной реактивной:

∆U a = ∆U — ∆U p .

Сечение провода находится из отношения:

s = P∙L∙r 0 /(∆U a ∙U ном).

Выбор ближайшего значения сечения из стандартного ряда и определение по таблице активного и реактивного сопротивлений на 1 км линии.

На рисунке изображен ряд сечений жил кабеля разных размеров.


Кабельные жилы разных сечений

По полученным значениям рассчитывается уточненная величина падения напряжения по формуле, приведенной ранее. Если оно превысит допустимую, следует взять провод больше из того же ряда и произвести новый расчет.

Пример 1. Расчет кабеля при активных нагрузках.

Для расчета кабеля, прежде всего, следует определить суммарную нагрузку всех потребителей. За исходную можно принять P = 3,8 кВт. Сила тока находится по известной формуле:

Если все нагрузки активные, cosφ=1.

Подставив в формулу значения, можно найти ток, который будет равен: I = 3,8∙1000/220 = 17,3 А.

По таблицам находится сечение в кабеле, для медных проводников составляющее 1,5 мм 2 .

Теперь можно найти сопротивление кабеля длиной 20 м: R=2∙r 0 ∙L/s=2∙0,0175 (Ом∙мм 2)∙20 (м)/1,5 (мм 2)=0,464 Ом.

В формуле расчета сопротивления для двухжильного кабеля учитывается длина обеих жил.

Определив величину сопротивления кабеля, можно легко найти потери напряжения: ∆U=I∙R/U∙100 % =17,3 А∙0,464 Ом/220 В∙100 %=3,65 %.

Если на вводе номинальное напряжение составляет 220 В, то допустимые отклонения до нагрузки составляют 5%, а полученный результат не превышает ее. Если бы было превышение допуска, пришлось бы взять больший провод из стандартного ряда, с сечением, составляющим 2,5 мм 2 .

Пример 2. Расчет падения напряжения при подаче питания на электродвигатель.

Электродвигатель потребляет ток при следующих параметрах:

  • I ном = 100 А;
  • cos φ = 0,8 в нормальном режиме;
  • I пусковой = 500 А;
  • cos φ = 0,35 при пуске;
  • падение напряжения на электрощите, распределяющем ток 1000 А, составляет 10 В.

На рис. а ниже изображена схема питания электродвигателя.


Схемы питания электродвигателя (а) и освещения (б)

Чтобы избежать вычислений, применяют достаточно точные для практического применения таблицы с уже рассчитанным ∆U между фаз в кабеле длиной 1 км при величине тока 1 А. В приведенной ниже таблице учитываются величины сечения жил, материалы проводников, тип цепи.

Таблица для определения потерь напряжения в кабеле

Сечение в мм 2 Однофазная цепь Сбалансированная трехфазная цепь
Питание двигателя Освещение Питание двигателя Освещение
Обычный раб. режим Запуск Обычный раб. режим Запуск
Cu Al cos ȹ = 0,8 cos ȹ = 0,35 cos ȹ = 1 cos ȹ = 0,8 cos ȹ = 0,35 cos ȹ = 1
1.5 24 10,6 30 20 9,4 25
2,5 14,4 6,4 18 12 5,7 15
4 9,1 4,1 11,2 8 3,6 9,5
6 10 6,1 2,9 7,5 5,3 2,5 6,2
10 16 3,7 1,7 4,5 3,2 1,5 3,6
16 25 2,36 1,15 2,8 2,05 1 2,4
25 35 1,5 0,75 1,8 1,3 0,65 1,5
35 50 1,15 0,6 1,29 1 0,52 1,1
50 70 0,86 0,47 0,95 0,75 0,41 0,77
70 120 0,64 0,37 0,64 0,56 0,32 0,55
95 150 0,48 0,30 0,47 0,42 0,26 0,4
120 185 0,39 0,26 0,37 0,34 0,23 0,31
150 240 0,33 0,24 0,30 0,29 0,21 0,27
185 300 0,29 0,22 0,24 0,25 0,19 0,2
240 400 0,24 0,2 0,19 0,21 0,17 0,16
300 500 0,21 0,19 0,15 0,18 0,16 0,13

Падение напряжения при нормальной работе электродвигателя составит:

∆U% = 100∆U/U ном.

Для сечения 35 мм 2 ∆U на ток 1 А составит 1 В/км. Тогда при токе 100 А и длине кабеля 0,05 км потери будут равны ∆U = 1 В/А км∙100 А∙ 0,05 км = 5 В. При добавлении к ним падения напряжения на щите 10 В, получатся общие потери ∆U общ = 10 В + 5 В = 15 В. В результате потери в процентах составят:

∆U% = 100∙15/400 = 3,75 %.

Эта величина значительно меньше разрешенных потерь (8 %), и она считается допустимой.

При запуске электродвигателя, его ток увеличивается до 500 А. Это на 400 В больше его номинального тока. На эту же величину возрастет нагрузка на щите распределения. Она составит 1400 А. На нем падение напряжения пропорционально увеличится:

∆U = 10∙1400/1000 = 14 В.

По таблице падение напряжения в кабеле составит: ∆U = 0,52∙500∙0,05 = 13 В. В сумме пусковые потери двигателя составят ∆U общ = 13+14 = 27 В. После следует определить, сколько это будет в процентном отношении: ∆U = 27/400∙100 =6,75%. Результат оказывается в пределах допустимого, поскольку не превышает предельные 8%.

Защиту для электродвигателя следует подбирать таким образом, чтобы напряжения срабатывания было больше, чем при пуске.

Пример 3. Расчет ∆U в цепях освещения.

Три однофазные осветительные цепи подключены параллельно к питающей трехфазной четырехпроводной линии, состоящей из проводников на 70 мм 2 , длиной 50 м, проводящей ток 150 А. Освещение является только частью нагрузки линии (рис. б выше).

Каждая цепь освещения выполнена из медного провода длиной 20 м, сечением 2,5 мм 2 и проводит ток 20 А. Все три нагрузки подключены к одной фазе. При этом линия питания сбалансирована по нагрузкам.

Требуется определить падение напряжения в каждой из цепей освещения.

Падение напряжения в трехфазной линии определяется по действующей нагрузке, заданной в условиях примера: ∆U линии фаз = 0,55∙150∙0, 05 = 4,125 В. Это – потери между фазами. Для решения задачи надо найти потери между фазой и нейтралью: ∆U линии ф-н = 4,125/√3 = 2,4 В.

Падение напряжения для одной однофазной цепи составляет ∆U осв = 18∙20∙0,02=7,2 В. Если сложить потери в питающей линии и цепи, то в сумме они составят ∆U осв общ = 2,4+7,2 = 9,6 В. В процентном отношении это будет 9,6/230∙100 = 4,2 %. Результат является удовлетворительным, поскольку он меньше допустимой величины 6 %.

Проверка напряжения. Видео

Каким образом осуществляется проверка падения напряжения на кабелях разных видов, можно узнать из представленного ниже видео.

При подключении электроприборов важно правильно рассчитать и выбрать подводящие кабели и провода, чтобы потери напряжения в них не превышали допустимые. К ним также добавляются потери в питающей сети, которые следует суммировать.