Расчет падения напряжения в линии: Расчет падения напряжения в линии

Расчет напряжения, потери напряжения (страница 1)

1. Как скажется на потере напряжения в двухпроводной линии длиной l=200 м замена медных проводов с площадью поперечного сечения на алюминиевые того же сечения, если ток в линии I=100 A?

Решение:
Потеря напряжения в проводах линии прямо пропорциональна току и сопротивлению линии. Ток в линии предполагается в обоих случаях одинаковым. Следовательно, на изменение потери напряжения может повлиять только изменение электрического сопротивления линии в результате замены медных проводов алюминиевыми. Так как длина линии и сечение проводов остаются прежними, то необходимо сравнить величины удельных сопротивлений алюминия и меди:

Таким образом, при алюминиевых проводах потеря напряжения будет в 1,65 раза больше. Чтобы знать числовое значение потери напряжения, следует определить электрические сопротивления проводов.
При медных проводах

При алюминиевых проводах

Потери напряжения:

• при медных проводах

• при алюминиевых проводах

2. Вольтметр присоединен к зажимам генератора, имеющего внутреннее сопротивление 0,2 Ом. При холостом ходе генератора показание вольтметра 232 В.
Определить показания вольтметра при нагружении генератора токами 20, 40, 50 и 100 А, считая э.д.с. и внутреннее сопротивление постоянными.

Решение:
Показание вольтметра, присоединенного к зажимам генератора, не нагруженного током, равно его э. д. с; следовательно, Е = 232 В. Напряжение между зажимами источника меньше этой э.д.с. на величину внутренних потерь , т. е.

Подставив числовые значения в это выражение, вычислим искомые показания вольтметра по табл. 3.
Таким образом, если не регулировать э.д.с. источника, то по мере нагружения генератора током напряжение между его зажимами будет уменьшаться.
Это может привести к заметному уменьшению светового потока электрических ламп.

 

Таблица 3

	232	232	232	232
	20	40	50	100
	0,2	0,2	0,2	0,2
	228	224	222	212

3. При токе 2 А напряжение между зажимами аккумулятора было равно 2,1 В, а при токе 4 А оно стало равно 2 В.
Определить э. д. с. источника, внутреннее сопротивление и ток короткого замыкания.
Примечание: Э.д.с. и внутреннее сопротивление источника не зависят от тока нагрузки.

Решение:
На основании закона Ома сопротивление внешней цепи равно:

• в первом случае

• во втором случае

На основании закона Ома для всей цепи э.д.с. равна:

• в первом случае

• во втором случае

или

Вычтя уравнение (3) из уравнения (2), получим

Подставив в уравнение (3), найдем

Ток короткого замыкания источника ограничивается лишь внутренним сопротивлением и равен

Такой ток опасен для пластин аккумулятора типа СК-1 емкостью , допускающего ток 18,5 а при одночасовой работе.

4. Двухпроводная линия, соединяющая приемники энергии со станцией, выполнена алюминиевыми проводами сечением и имеет длину l=50 м. Мощность приемников энергии, имеющих номинальное напряжение , изменяется во время работы и принимает значения 1,1; 5,5; 11,0; 0; 2,75 кВт.
Как должно изменяться напряжение на станции, чтобы обеспечить номинальное напряжение приемников?

Решение:
Сопротивление одного провода линии

Сопротивление двухпроводной линии

Суммарный ток приемников энергии, проходящий в проводах линии, в первом случае

Потеря напряжения в линии

Напряжение в начале линии

 

Аналогичное вычисление проведем для всех случаев и данные впишем в табл. 5.
Следовательно, в результате потери напряжения в линии, изменяющейся пропорционально току, приходится регулировать напряжение в начале линии. Напротив, неизменное напряжение в начале линии приведет к заметным колебаниям напряжения в конце линии при включении и отключении приемников энергии. Это отражается на световом потоке электрических ламп и скорости вращения электродвигателей.

Таблица 5

	0,28	0,28	0,28	0,28	0,28
	220	220	220	220	220
	1100	5500	11000	0	2750
	5	25	50	0	12,5
	1,4	7	14	0	3,5
	221,4	227	234	220	223,5

5. Э.д.с. аккумуляторной батареи составляла 20 В в начале зарядки при токе 10 А и повысилась до 26 В в конце зарядки при токе 1 А.
Как изменится напряжение, приложенное к батарее, если внутреннее сопротивление ее равно 1 Ом и принимается постоянным?

Решение:
Приложенное к батарее напряжение должно при зарядке уравновешивать направленную встречно э.д.с. и покрывать потери напряжения во внутреннем сопротивлении батареи. Следовательно,

Если заряжающий источник имеет напряжение больше, чем , то последовательно с батареей следует включить реостат для компенсации избытка напряжения, причем сопротивление реостата приходится увеличивать ввиду уменьшения тока к концу зарядки батареи.

6. Батарея составлена из четырех первичных элементов с разными э.д.с. и различными внутренними сопротивлениями (рис. 12).
Выяснить условия наиболее благоприятного взаимосоединения источников, если соединение «групповое».

Решение:

В каждой группе источники соединены последовательно, причем зажим «+» одного источника соединен с зажимом «—» другого источника. Поэтому в пределах каждой группы имеем сложение э.д.с, например в 1-й группе, во 2-й группе.
Одноименные зажимы группы соединяем между собой. При обходе контура батареи направление двух э.д.с, например , совпадают с направлением обхода, а направления э.д.с. противоположны направлению обхода. Поэтому получаем алгебраическую сумму э.д.с.

Такой контур существует и при холостом ходе батареи, когда к полюсам батареи не присоединена нагрузка. Чтобы при холостом ходе не было тока в контуре батареи, нужно алгебраическую сумму э.д.с. приравнять нулю, т. е. необходимо равенство сумм э.д.с. той и другой групп:

Допустим, что это условие выполнено. Чтобы при нагрузке ток внешней цепи распределялся между группами батареи поровну, требуется равенство сопротивлений групп, т. е. В этом случае при обходе контура батареи получим

где , т. е. токи групп равны друг другу и составляют половину тока нагрузки.

Расчет падения напряжения на кабеле | СамЭлектрик.ру

Как известно, сечение кабеля выбирается не только по его способности выдерживать без перегрева свой максимальный ток. Другой критерий выбора – его длина. От длины зависит такой важный параметр системы электропитания, как падение напряжения. Иначе говоря – потери на кабельной линии.

В бытовой электропроводке эта проблема практически не принимается во внимание, поскольку существенное влияние она оказывает на длинах кабелей от нескольких десятков метров. Хотя, я уже писал на эту тему статью про падение напряжения , но там основная причина потерь заключалась в большом токе.

В интернете эта тема раскрыта очень поверхностно, и когда я с ней столкнулся, очень долго разбирался. Вспомнил косинусы с синусами, нашёл свой старый калькулятор)) Пока разбирался, написал эту статью. Как обычно у меня и бывает).

В данной статье приведу расчеты и рекомендации, сделанные мной для крупного складского комплекса, введенного в эксплуатацию год назад.

Внимание! Я не претендую на википедийность! Кто привык черпать знания из книг и учебников, рекомендую перейти на страницу “Скачать”.

Зачем нужен расчет потерь напряжения в кабеле

Предыстория такова. Проектировщикам выдали техническое задание на проект электроснабжения, в котором была указана мощность холодильных систем. Пока выполнялся проект и выделялись деньги на его реализацию, было куплено холодильное оборудование с потребляемой мощностью, в 2 раза превышавшей исходную. Кроме того, выяснилось, что реальное расстояние до подстанции будет почти в 2 раза больше…

Покупали холодильники и проектировали систему электроснабжения совсем разные люди…

В общем, дорогущее немецкое холодильное оборудование отказывается работать, все знают, что делать, но никто не хочет за это платить. Прошедшим летом из-за пониженного напряжения (линейное 340-360 В) сгорел компрессор стоимостью более 10 тыс.евро. Терпеть дальше это было нельзя. Меня попросили провести расчеты, мониторинг и измерения на системе питания, и дать рекомендации по решению проблемы.

Поскольку писал я этот отчет от лица фирмы, имеющей лицензию на энергоаудит, то этот документ будет иметь силу в предстоящей судебной тяжбе.

По ходу документа в цитатах буду давать комментарии и уточнения.

1. Введение. Состав системы

Было проведено обследование качества электроэнергии, поступающей от трансформаторной подстанции (ТП) по первому участку (440 м) до ГРЩ 2.2 и далее по вторым участкам (50 и 40 м) на холодильные установки (Система 12 и Система 14).

Схема структурная данной системы: Схема кабельных линий от ТП до нагрузки. ДЭС – дизельная электростанция есть, в данном случае не рассматривается.

Цель обследования – выявить причины значительного падения напряжения на кабельной линии.

В Систему 12 входят следующие потребители:

Потребители системы 12

В Систему 14 входят следующие потребители:

Потребители системы 14

Напряжение питания – 380…415 В.

Значения токов, мощностей и напряжения взяты из паспортных данных потребителей.

2. Предварительный расчет потерь напряжения в кабеле

По предварительному расчету, при напряжении на выходе ТП 415 В на холостом ходу (при выключенной нагрузке), при максимальной нагрузке допустимо падение 35 В, или 8,43%. В таком случае при максимальной нагрузке напряжение упадет до 380 В, что, согласно паспортным данным потребителей, является допустимым.

ТП содержит 2 трансформатора по 600 кВт, которые планировалось использовать по одному. Но из-за увеличения нагрузки их пришлось включить в параллель.

Согласно Своду правил по проектированию и строительству СП 31-110-2003, а также ГОСТ Р 50571.15-97 с учетом регламентированных отклонений от номинального значения суммарные потери напряжения от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленной нагрузки в жилых и общественных зданиях не должны превышать 9%. Причем, из них 5% – на участке от ТП до ВРУ, и 4% – на участке от ВРУ до потребителя.

Согласно ГОСТ 29322-2014, номинальное фазное напряжение в трехфазных сетях должно составлять 400 В, а при нормальных условиях оперирования напряжение питания не должно отличаться от номинального напряжения больше чем на +-10%.

На Дзене у меня есть пара статей на тему ГОСТов на напряжение, вот основная.

Исходя из этого, падение на 8,43% является обоснованным и соответствует Правилам и ГОСТам, принятым в РФ.

3. Расчет падения напряжения для 1-го участка

В ходе обследования выяснилось следующее. От ТП, расположенной на расстоянии 440 м, электроэнергия поступает в ГРЩ2. 2 по кабельной линии, состоящей из четырех параллельно соединенных кабелей АВБбШв 4х240, общим сечением 960 мм2 .

Внутренности ГРЩ2.2. Сверху – ввод от ТП на вводной контактор-защитный автомат, справа – шины от АВР (резерв – дизель), ниже – выходной автомат, и выходы на Системы.

Максимальный расчетный ток нагрузки, согласно паспортным данным,  составляет  240 А для Системы 12 и 838,1 А для Системы 14. Следовательно, максимальный ток кабельной линии составляет 240+838,1=1078,1 А.

Общая установленная мощность, согласно паспортным данным,  составляет 316,6 кВт для Системы 12, и 905,5 кВт для Системы 14. Следовательно, общая установленная мощность всей нагрузки составляет 316,6+905,5=1222,1 кВт.

Рассчитаем падение напряжения на кабельной линии 1-го участка от ТП до ГРЩ2.2 по формуле:

Δ U=√3·I(R·cos φ ·L+X·sin φ ·L)

Исходные данные для расчета:

• Максимальный ток I = 1078,1 А,
• Установленная мощность нагрузки 1222,1 кВт,
• Удельное активное сопротивление одной жилы R = 0,125 Ом/км по данным производителя кабеля.
• Удельное индуктивное сопротивление одной жилы Х = 0,077 Ом/км по данным производителя кабеля.
• Принимаем Cosφ = 0,8, тогда sinφ = 0,6
• Материал жилы кабеля – алюминий,
• Длина линии L = 0,44 км.

Подставив данные в формулы, получим, что для одного кабеля падение составит 239 В, или 57,75%. Тогда для имеющейся кабельной линии 1-го участка падение напряжения составит 59,8 В, или 14,43%.

Такое падение напряжения только на 1-м участке является недопустимым.

Это  – основная формула. Я делал расчеты, используя калькулятор. Проверял полученные данные, используя программу Электрик (подпрограмма “Потери”).

Кроме того, мне здорово помог Игорь (220blog.ru), за что ему большое спасибо!

Ещё есть хорошая книжка, в конце статьи дам ссылку!

На всякий случай  таблица активных и индуктивных сопротивлений алюминиевых и медных кабелей разного сечения:

Таблица активных и индуктивных сопротивлений алюминиевых и медных кабелей разного сечения

4. Результат обследования 2-го участка (Система 12)

После щита ГРЩ2.2 к нагрузке идёт второй участок кабельной линии на Систему 12, состоящей из одного кабеля АВВГ-нг-LS 5×185, длиной 50 м.

Данные для расчета:

• Максимальный ток 240 А,
• Установленная мощность нагрузки 316,6 кВт,
• Удельное активное сопротивление одной жилы R = 0,164 Ом/км по данным производителя кабеля.
• Удельное индуктивное сопротивление одной жилы Х = 0,077 Ом/км по данным производителя кабеля.
• Материал жилы кабеля – алюминий,
• Длина линии L = 0,05 км.

Для имеющейся кабельной линии падение напряжения составит 3,67 В, или 0,88%.

5. Результат обследования 2-го участка (Система 14)

После щита ГРЩ2.2 к нагрузке идёт второй участок кабельной линии на Систему 14, состоящей из трех параллельно соединенных кабелей АВВГ-нг-LS 5×185 длиной 40 м.

Данные для расчета:

• Максимальный ток 838,1 А,
• Установленная мощность нагрузки 905,5 кВт,
• Удельное активное сопротивление одной жилы R = 0,164 Ом/км по данным производителя кабеля.
• Удельное индуктивное сопротивление одной жилы Х = 0,077 Ом/км по данным производителя кабеля.
• Материал жилы кабеля – алюминий,
• Длина линии L = 0,04 км.

Для одного кабеля потеря напряжения составит 10,2 В, или 2,47%. Для имеющейся кабельной линии 2-го участка Системы 14 падение напряжения составит 3,4 В, или 0,82%.

Рекомендации по модернизации кабельных линий

Для данного максимального тока и длины линии необходимо выбрать другую кабельную линию участка 1, поскольку расчетное падение напряжения для этого участка является недопустимым. Исходя из данных предварительного расчета и данных падения напряжения на 2-х участках, падение напряжения на 1-м участке должно быть не более 7,55%.

Такой уровень потерь обеспечит кабельная линия, состоящая из 8 кабелей АВБбШв 4х240, включенных в параллель. То есть, к имеющимся кабелям (4 шт. ) добавить дополнительные (4 шт.).

В результате, потери на кабельной линии участка 1 составят 7,2%, или 29,8 В.

Кабельные линии 2-х участков в модернизации не нуждаются.

Выводы

Для стабильной работы холодильного оборудования, согласно его паспортным данным, требуется напряжение с допустимыми пределами от 380 до 415 В.

Если учесть приводимые рекомендации, то при выходном напряжении ТП 415 В при максимальной нагрузке потери напряжения для Системы 12 будут 7,2+0,88=8,08%, или 33,6 В. В результате при максимальной нагрузке питающее напряжение Системы 12 составит не менее 381,4 В.

Для Системы 14 потери будут 7,2+0,82=8,02%, или 33,2 В. В результате при максимальной нагрузке питающее напряжение Системы 14 составит не менее 381,7 В.

Результаты измерений качества напряжения

Измерения проводились при помощи анализатора качества напряжения HIOKI 3197 , который позволяет снимать все параметры напряжения онлайн.

Прибор предназначен для построения графиков различных параметров электропитания в реальном времени. HIOKI 3197 я уже использовал в анализе качества напряжения при проблемах с холодильниками. Если кому нужен такой прибор – обращайтесь!

Измерения проводились в точке подключения 2-го участка Системы 14 в разных режимах работы оборудования. 2-й участок Системы 12 не исследовался, поскольку к нему невозможно было получить доступ, не отключая питания ТП. Но поскольку Система 12 является маломощной по сравнению с Системой 14, для получения общей картины достаточно измерений, результаты которых приведены ниже на графиках.

Результат мониторинга напряженияРезультат мониторинга тока

Пояснения к графикам.

Пик потребления тока (включение нагрузки на 100% мощности) приходится на время 16:56. При этом фазное напряжение (усредненное по фазам) составляет 212 В (линейное – 367 В), ток 836 А.

Холостой ход трансформатора (нагрузка полностью отключена) приходится на 17:07. При этом фазное напряжение составляет 238 В (линейное – 412 В), ток 0 А.

При проведении измерений Система 12 была отключена.

По результатам проведенных измерений можно сделать выводы, что максимальное суммарное падение напряжения для Системы 14 составляет 45 В, или 11%.

Данные измерения подтверждают правильность сделанных расчетов и рекомендаций.

Фото подключения прибора HIOKI 3197 к кабельной линии в процессе измерений:

Подключение HIOKI 3197 для измерения параметров напряжения в реальном времени

Резервное питание

Резервное питание в ГРЩ 2.2 поступает от ДЭС (дизельной электростанции). Переключение производится через систему АВР (автоматический ввод резерва ).

Параметры источника резервного питания:

• Максимальная мощность ДЭС – 600 кВт,
• Кабельная линия – 3 кабеля АВБбШв 4х240, включенных в параллель,
• Длина кабельной линии – 250 м.

Исходя из этих параметров, можно однозначно сделать вывод, что мощностей ДЭС и кабельной линии резервного питания с учетом падения напряжения хватит не более чем на половину максимальных потребностей нагрузки, что совершенно недопустимо.

Поэтому мониторинг качества питания по линии ДЭС проводить не имеет никакого смысла.

Для резервного питания в данном случае рекомендуется применить ДЭС мощностью не менее 1220 кВт. Кабельная линия должна содержать 5 кабелей АВБбШв 4х240, в таком случае падение напряжения до ГРЩ 2.2 будет составлять приемлемое значение 6,5%.

Скачать файл

В заключение – как и обещал, хорошая книжка по расчетом потери напряжения и потерям напряжения в кабеле. Будет очень интересна всем, кого заинтересовала эта статья. Сейчас таких книг уже не пишут.

• Карпов Ф. Ф. Как выбрать сечение проводов и кабелей, 1973 год / Брошюра из Библиотеки электромонтера. Приведены указания и расчеты, необходимые для выбора сечений проводов и кабелей до 1000 В. Полезно для тех, кто интересуется первоисточниками. , zip, 1.57 MB, скачан: 2236 раз./

Ещё много книг можно у меня скачать тут .

Источник статьи

Ещё больше статей на канале Самэлектрик.ру.

Что делать, если статья заинтересовала? Лайк, подписка, комментарий!

Спасибо, что читаете меня!

Расчет падения напряжения в линии калькулятор онлайн

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.

Потери в трансляционной линии системы речевого оповещения и управления эвакуацией / Оповещение о пожаре / Pozhproekt.ru

Скачать статью в формате Word Потери электрической энергии в трансляционной линии приводят к уменьшению уровня звукового давления, развиваемого громкоговорителями или речевыми оповещателями и, соответственно, к уменьшению громкости звука передаваемых сигналов.  Потери электрической энергии в трансляционной линии непосредственно связаны с сопротивлением проводов этой линии. Поэтому, выбранное сечение проводов сильно влияет на  характеристики системы речевого оповещения и управления эвакуацией. Закон Ома Закон Ома позволяет нам отображать характеристики электрических цепей через взаимосвязь четырех основных компонент: –                    

A – ток (в Амперах) –                     V – напряжение (в Вольтах) –                     R – сопротивление (в Омах) –                     P – мощность (в Ваттах) Эта простая и удобная схема помогает нам понять фундаментальные взаимосвязи в электрических цепях. Электрические цепи, по которым передаются аудио-сигналы, не являются исключением. Потери электрической энергии в линии передачи обусловлены сопротивлением проводов, из которых  состоит эта линия.  Наиболее наглядно это можно выразить через падение напряжения. Падение напряжения определяется следующим соотношением: Vd = AL x RL где: Vd – падение напряжения (в Вольтах) AL – ток нагрузки (в Амперах) RL – сопротивление линии (в Омах) Давайте рассмотрим трансляционную линию длиной 150 метров, выполненную кабелем КПСВВ 1х2х1.5, предназначенную для питания нагрузки мощностью 80Вт. В большинстве линий в системах радиотрансляции и в речевых системах оповещения используется напряжение 70В, мы будем использовать его как стандартное рабочее напряжение.   80Вт – это суммарная мощность, потребляемая всеми громкоговорителями, включенными в трансляционную линию, но не номинальная выходная мощность усилителя. Посмотрим на «классическое колесо» – там мы увидим, что сила тока (в Амперах) определяется делением мощности (в Ваттах) на напряжение (в Вольтах). A = P / V поэтому, для рассматриваемой нами трансляционной линии: А = 80Вт / 70В = 1.14А Итак, нам известен ток, который потребляет нагрузка мощностью 80Вт в трансляционной линии с напряжением 70В. Сопротивление линии – это просто сопротивление медного проводника на всей длине линии. Трансляционная линия, в которую включаются громкоговорители, состоит из двух проводников: один проводник идет к нагрузке, другой – возвращается от нагрузки к усилителю. Будем считать, что в нашем случае, эти проводники имеют одинаковую длину. Таблицы удельного сопротивления проводников доступны во многих справочниках. Мы воспользуемся данными, приведенными изготовителем кабеля КПСВВ: электрическое сопротивление шлейфа (двух жил пары) при температуре 20°С составляет не более 50 Ом/км. Умножая эту величину на длину рассматриваемой нами линии 0.15 км (150 м), получим, что общее сопротивление проводов в линии будет равно 7.5 Ом. Подставив полученное значение в формулу для расчета величины падения напряжения, получим: Vd = 1.14 А  х  7.5 Ом = 8.55 В Итак, падение напряжения в нашей трансляционной линии составляет 8.55 В. Это означает, что рабочее напряжении в линии, с которым нам приходится иметь дело, составляет всего лишь 61.45 В. Заметим, что в данном примере относительное падение напряжения в линии составляет 12.2% (уполномоченные надзорные органы допускают не более 10% падения напряжения в цепях сигнализации). Потери можно выразить в децибелах (дБ) следующим образом: SPL = 20 * Log ( Vf / Vi ) где: Vf – рабочее напряжение в линии с подключенной нагрузкой Vi – исходное напряжение Результатом является отрицательное число, выражающее потери. Таким образом, для рассматриваемой нами линии: SPL = 20 * Log ( 65.42 / 70 )  = -0.58 дБ Потери, обусловленные сопротивлением проводов, составляют менее 1дБ и это полностью приемлемый результат. В большинстве случаев при строительстве трансляционных линий допускаются потери порядка 0.5дБ, обусловленные сопротивлением проводов. Следует заметить, что увеличение потерь в линии на 10дБ приводит к тому, что теряется половина громкости звука.

Марка кабеля	Сечение проводника, кв.мм	Удельное электрическое сопротивление шлейфа, Ом/км	Сопротивление линии, Ом	Падение напряжения, В	Относительное падение напряжения, %	Потери в линии, дБ
КПСВВ 1х2х0.5	0.5	70.0	10.5	11.97	17.1	-1.63
КПСВВ 1х2х0.75	0.75	50.0	7.5	8.55	12.2	-1.13
КПСВВ 1х2х1.0	1.0	37.0	5.55	6.33	9.0	-0.75
ПРППМ 1х2х1.2	1.2	32.0	4.8	5.47	7.8	-0.71
КПСВВ 1х2х1.5	1.5	24.8	3.72	4.24	6.1	-0.54

По материалам техподдержки Wheelock

Расчет потерь напряжения в электрическом кабеле.

---

Онлайн калькулятор расчета потерь напряжения в электрическом кабеле.

Длина линии (м) / Материал кабеля:		МедьАлюминий
Сечение кабеля (мм²):	0,5 мм²0,75 мм²1,0 мм²1,5 мм²2,5 мм²4,0 мм²6,0 мм²10,0 мм²16,0 мм²25,0 мм²35,0 мм²50,0 мм²70,0 мм²95,0 мм²120 мм²
Мощность нагрузки (Вт) или ток (А):
Напряжение сети (В):		Мощность	1 фаза
Коэффициент мощности (cosφ):		Ток	3 фазы
Температура кабеля (°C):
Потери напряжения (В / %)
Сопротивление провода (ом)
Реактивная мощность (ВАр)
Напряжение на нагрузке (В)

Было ли это полезно?

Нормирование потерь в осветительных сетях

    Потери напряжения в осветительных сетях приводят к снижению светового потока у наиболее удаленных от источника питания светильников. Поэтому в процессе проектирования освещения всегда следует рассчитывать величину ожидаемых потерь, в первую очередь в наиболее протяженных и нагруженных линиях. Способы расчета потерь в зависимости от схемы групповой линии подробно изложены в статье Расчет потерь в кабеле. В данной работе рассмотрим вопросы нормирования допустимых потерь.

    Выполнять электрические сети с потерями, не превышающими допустимый уровень, необходимо для обеспечения требований по отклонению напряжения от номинального значения на зажимах силовых электроприемников и наиболее удаленных светильников. Для общественных и жилых зданий в соответствии с первым абзацем пункта 7.23 Свода правил СП 31-110-2003 отклонения напряжения не должны превышать в нормальном режиме ±5%, а предельно допустимые в послеаварийном режиме при наибольших расчетных нагрузках – ±10%. В сетях напряжением 12-50 В (считая от источника питания, например понижающего трансформатора) отклонения напряжения разрешается принимать до 10%.

    Для осветительных сетей промышленных предприятий допускают аналогичные (±5% в нормальном режиме и ±10% в послеаварийном) отклонения напряжения от номинального значения. Данные требования можно найти в нормах технологического проектирования (НТП) «Проектирование осветительных электроустановок промышленных предприятий. Внутреннее освещение. 1996. ВНИПИ «Тяжпромэлектропроект»».

    Выполнить приведенные требования при проектировании освещения проектировщик может лишь при условии, что службы эксплуатации электростанций и подстанций осуществляют регулировку напряжения в соответствии с пунктом 1.2.23 ПУЭ: «Устройства регулирования напряжения должны обеспечивать поддержание напряжения на шинах напряжением 3-20 кВ электростанций и подстанций, к которым присоединены распределительные сети, в пределах не ниже 105 % номинального в период наибольших нагрузок и не выше 100% номинального в период наименьших нагрузок этих сетей».

    Так как проектировщик осветительной сети не может отвечать за действия служб эксплуатации подстанций, то в проекте освещения выполняется только расчет потерь напряжения.

     В России главный законодатель по проектированию освещения, по существу, отсутствует, и, как следствие, вводимые в ГОСТы требования по потерям в осветительных сетях ни с кем не согласовываются. Поэтому в действующих на сегодняшний день ГОСТах и других руководящих документах можно найти различные подходы к нормированию потерь. Особенно сложно воспринимаются ГОСТы, представляющие собой перевод на русский язык международных стандартов МЭК, которые утверждены и введены в действие в России. В силу несоответствия некоторых технических понятий и определений в разных языках такие переводы часто вызывают неоднозначность принятых в них норм.

    В своде правил по проектированию и строительству СП 31-110-2003, требования которого учитывают и проектировщики, и инспекторы Ростехнадзора, в третьем абзаце пункта 7.23 установлена норма: «С учетом регламентированных отклонений от номинального значения суммарные потери напряжения от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленной лампы общего освещения в жилых и общественных зданиях не должны, как правило, превышать 7,5%». Здесь словосочетание “как правило” означает, что данное требование является преобладающим, а отступление от него должно быть обосновано.

    Допустимые потери в кабелях питающей сети (от шин 0,4 кВ ТП до ВРУ здания) указаны в действующей в настоящее время Инструкции по проектированию городских электрических сетей РД 34.20.185-94. В пункте 5.2.4. сказано: «Предварительный выбор сечений проводов и кабелей допускается производить исходя из средних значений предельных потерь напряжения в нормальном режиме: в сетях 10 (6) кВ не более 6 %, в сетях 0,38 кВ (от ТП до вводов в здания) не более 4 – 6 %.

    Большие значения относятся к линиям, питающим здания с меньшей потерей напряжения во внутридомовых сетях (малоэтажные и односекционные здания), меньшие значения – к линиям, питающим здания с большей потерей напряжения во внутридомовых сетях (многоэтажные многосекционные жилые здания, крупные общественные здания и учреждения)».

    Чтобы одновременно выполнить требования СП 31-110-2003 и РД 34.20.185-94 может потребоваться обеспечить суммарные потери в кабеле от ВРУ до щита освещения и в кабелях групповых линий не более 1,5% в малоэтажных и односекционных зданиях, и не более 2,5% в многоэтажных и многосекционных зданиях.

    Во всех случаях расчет потерь должен начинаться со сбора информации о всех кабельных линиях (сечение жил, материал жил, длина) от ТП до щита освещения. Расчет возможных потерь в этих кабелях иногда позволяет увеличить допустимые потери в групповых линиях и этим снизить стоимость осветительной сети здания.

    С 1 января 2013 года введен в действие ГОСТ Р 50571.5.52-2011 «Электроустановки низковольтные. Часть 5-52. Выбор и монтаж электрооборудования. Электропроводки», который является аутентичным переводом международного стандарта IEC 60364-5-52:2009. В нем в справочном приложении G «Падение напряжения в установках потребителей. Максимальное значение падения напряжения» приведены нормы падения напряжения между источником питания и любой точкой нагрузки: «Для установок низкого напряжения, питающихся непосредственно от общей системы электроснабжения низкого напряжения, допускаются потери 3% для освещения и 5% для других пользователей». При этом «когда длина электропроводки более чем 100 м, эти падения напряжения могут быть увеличены на 0,005% на метр электропроводки вне 100 м, но не более, чем на 0,5%». К сожалению, в данном ГОСТ нет конкретного указания, на что распространяются указанные потери: только от ВРУ здания до наиболее удаленного светильника, или от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленного светильника. Но, по видимому, речь идет о потерях, начиная от ВРУ здания. Иначе ГОСТ входит в сильное противоречие с СП 31-110-2003 и РД 34.20.185-94. Также нет четкого указания, в каком случае можно увеличивать потери на 0,005% на метр электропроводки: с учетом длины кабеля от ВРУ до щита освещения или нет. В соответствии с пунктом 520.3.1 ГОСТ Р 50571.5.52-2011 электропроводкой называется «Совокупность из голых или изолированных проводников или кабелей или шин и частей, которые их защищают и в случае необходимости заключают в себе кабели или шины». Данное определение не проясняет возникающие вопросы.

ГОСТ Р 50571.16-2007 «Электроустановки низковольтные. Часть 6. Испытания» допускает падение напряжения до 4% (п. 612.10). Именно этим стандартом руководствуются электроиспытательные лаборатории во время испытаний электроустановок. Но, при больших потерях напряжения в питающих линиях, напряжение на зажимах наиболее удаленных светильников может оказаться недостаточным для их нормальной работы. Хотя инженеры электроиспытательной лаборатории могут и не сделать замечаний. А если учесть, что в соответствие с ГОСТ 32144-2013 (до 1 июля 2014 г. действовал ГОСТ Р 54149-2010) «Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения» отклонение напряжения в точке передачи электрической энергии не должны превышать 10 % номинального значения (п. 4.2.2), то может возникнуть ситуация, что наиболее удаленные светильники не включатся. Хотя при этом все требования стандартов будут соблюдены.

    Исходя из рассмотренных в статье требований к нормированию потерь в электрических сетях, можно сделать вывод: для установок внутреннего освещения следует нормировать потери от ВРУ здания до наиболее удаленного светильника не более 2,5-3%, если потери от шин 0,4 кВ ТП до ВРУ менее 4,5%.

    При увеличении потерь питающей линии потери напряжения внутри здания следует уменьшать. Но, так как требование третьего абзаца пункта 7.23 в СП 31-110-2003 имеет рекомендательный характер, в ряде случаев можно обосновать увеличение потерь до 8-8,5% от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленного светильника. Например, при использовании люминесцентных светильников с электронными ПРА, которые устойчиво работают при пониженных напряжениях. В этом случае необходимо к обоснованию приложить паспорт на светильник, в котором должны быть указаны предельные режимы его работы.

    Что бы не допустить использования для групповых линий кабелей больших сечений, следует подбирать сечение кабеля от ВРУ до щита освещения по допустимым потерям не более 0,5-1%. Для каждой осветительной установки выбирают оптимальное распределение потерь между всеми участками электрической сети.

     Сети наружного освещения допускают потери напряжения у наиболее удаленных светильников не более 5 % номинального напряжения сети, а у наиболее удаленных прожекторов — 2,5 %. Эти требования приведены в Инструкции по проектированию наружного освещения городов, поселков и сельских населенных пунктов СН 541-82. Но, как правило, проектировщики стараются не выходить за пределы 3%, так как используемые для наружного освещения разрядные лампы высокого давления имеют сильную зависимость светового потока от напряжения.

2 сентября  2013 г.

К ОГЛАВЛЕНИЮ (Все статьи сайта)

Расчет падения напряжения для однофазных и трехфазных систем

Электрическая панель управления

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 типовой системе или типе установки. В следующем сценарии описывается комплексный расчет электрических цепей в различных сценариях.

Пример 1. Рассчитать падение напряжения в однофазном постоянном токе. схема.

Жесткий # 14, медный, двухпроводной кабель длиной 750 футов обеспечивает Нагрузочный резистор 125 Ом для обогрева целей на 75 град. C. Найдите напряжение падение кабеля; и найдите получившийся напряжение на нагрузочном резисторе.

Схема: Цепь постоянного тока

Решение:

Рассчитайте сопротивление кабеля, для иллюстрации общую длину необходимо умножить на два, чтобы учесть сопротивление кабеля ( выход) и сопротивление кабеля (сзади).Предположим, что кабель имеет равномерное сопротивление 75 градусов. C.

Решите для сопротивления кабеля,

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

• R = (3,07 Ом на М фут) X (0,750) x 2
• R = 2,3 Ом x 2
• R = 4,6 Ом.

Общее сопротивление = 125 Ом + 2,3 Ом = 129,6 Ом

Ток = 125 / 129,6 = 0,9645 А

Падение напряжения в кабеле = ток x сопротивление кабеля

Следовательно,

• Падение напряжения в кабеле = 4.436 В
• Напряжение на клеммах 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 трубопроводе.

От автоматического выключателя 115 В переменного тока сплошной медный двухпроводной 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 моторную нагрузку? (Примечание: игнорируйте постоянную мощность двигателя в кВА).

Схема: цепь переменного тока

Решение:

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

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

Рассчитайте полный ток, протекающий в цепи.

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

Падение напряжения в кабеле = ток x сопротивление кабеля

• Вд = (11.3) X (2,55 Ом)
• В = 28,82 В

Следовательно,

• Падение напряжения в кабеле = 28,82 В
• Напряжение на клеммах нагрузки = 115 – 28,82 = 86,18 В

Пример 3. Рассчитайте падение напряжения в трехфазной цепи переменного тока при коэффициенте мощности меньше единицы.

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

Схема: 3-фазная цепь переменного тока

Решение:

Сопротивление кабеля = (СОПРОТИВЛЕНИЕ ДЛЯ 1000 ФУТОВ) x (280/1000) – по строке

• R = (0,078 Ом на метр фут) X (0,0.28)
• R = 0,0218 Ом – на строку

Ток указан при 200 ампер.

Падение напряжения в кабеле = ток x сопротивление кабеля

• Vd = (200) X (0,0218 Ом) x 1,73 (множитель 1,73 для трехфазных систем)
• Vd = 7,55 Вольт

Следовательно,

• Падение напряжения в кабеле = 7,55 В
• Напряжение на клеммах двигателя = 480 – 7,55 = 472,45 В

электрические – Расчет падения напряжения (переменный ток)

Я думаю, что 1000 в вашей формуле указано неверно и, вероятно, используется, когда длина указывается в километрах.Итак, в основном для однофазной нагрузки формула:

$$ V_d = 2I \ bigl (R \ cos (\ theta) + X \ sin (\ theta) \ bigr) L $$ Примечание: первые 2 предназначены для получения результата от источника к нагрузке и возврата, поскольку обратный кабель также влияет на падение напряжения

Для трехфазной системы формула: $$ V_d = \ sqrt {3} I \ bigl (R \ cos (\ theta) + X \ sin (\ theta) \ bigr) L $$

Где:

\ $ \ begin {align} V_d & = \ text {падение напряжения в вольтах} \\ I & = \ text {ток в амперах} \\ R & = \ text {сопротивление проводимости в Ом / м} \\ X & = \ text {Индуктивное сопротивление проводника в Ом / м} \\ L & = \ text {длина цепи в один конец в метрах (или км / 1000 в вашей формуле)} \\ \ theta & = \ text {фазовый угол нагрузки} \\ PF & = \ cos (\ theta) \\ \ end {align} \\ \ $

Ответ

\ $ \ begin {align} ПФ & = 1 \\ \ theta & = \ arccos (PF) = 0 \\ \\ V_d & = 2I \ bigl (R \ cos (\ theta) + X \ sin (\ theta) \ bigr) L \\ V_d & = 2 \ cdot140 \ cdot \ bigl (0.0001 \ cdot \ cos (0) + 0,0000704 \ cdot \ sin (0) \ bigr) \ cdot 300 \\ V_d & = 2 \ cdot140 \ cdot \ bigl (0,0001 \ cdot1 + 0,0000704 \ cdot0 \ bigr) \ cdot 300 \\ V_d & = 2 \ cdot140 \ cdot \ bigl (0,0001 \ bigr) \ cdot 300 \\ V_d & = 2 \ cdot4.2 \\ V_d & = 8.4 \\ \\ \ end {align} \\ \ $

Таким образом, это дает падение напряжения для одного прохода 4,2 В и для двойного прохода 8,4 В.

Ответ с другим PF

Поскольку коэффициент мощности 1 в цепи переменного тока не является реальным примером, я покажу влияние коэффициента мощности равного 0.8 по падению напряжения:

\ $ \ begin {align} ПФ & = 0,8 \\ \ theta & = \ arccos (PF) = 36,8699 ° \\ \\ V_d & = 2I \ bigl (R \ cos (\ theta) + X \ sin (\ theta) \ bigr) L \\ V_d & = 2 \ cdot140 \ cdot \ bigl (0,0001 \ cdot \ cos (36,8699 °) + 0,0000704 \ cdot \ sin (36,8699 °) \ bigr) \ cdot 300 \\ V_d & = 2 \ cdot140 \ cdot \ bigl (0,0001 \ cdot0.8 + 0.0000704 \ cdot0.6 \ bigr) \ cdot 300 \\ V_d & = 2 \ cdot140 \ cdot \ bigl (0,00008 + 0,00004224 \ bigr) \ cdot 300 \\ V_d & = 2 \ cdot140 \ cdot \ bigl (0.00012224 \ bigr) \ cdot 300 \\ V_d & = 2 \ cdot5.13408 \\ V_d & = 10.26816 \\ \\ \ end {align} \\ \ $

Из-за реактивной мощности падение напряжения увеличится.

Падение напряжения для цепей пожарной сигнализации

· Требование кода

для расчета падения напряжения?

NFPA 72, издание 2013 г., раздел 7.2.1 – “ Если документация требуется исполнительным органом, следующий список должен представлять минимальную документацию, необходимую для всех систем пожарной сигнализации и аварийной связи, включая новые системы и дополнения или изменения к существующим системам. . ». В этом списке вы найдете № 7, Расчет батареи и № 8, Расчет падения напряжения . Имейте в виду, что почти все блоки управления пожарной сигнализацией 24 вольт постоянного тока. Также обратите внимание, что есть несколько панели управления пожарной сигнализацией с напряжением 12 вольт постоянного тока. Сейчас эти панели обычно представляют собой комбинированную противопожарную и охранную системы. Только помните, что расчеты для напряжения NAC падения одинаковы для этих систем, однако напряжение отключения для 12 вольт система будет примерно вдвое меньше, чем система на 24 В.

·

В чем причина расчета падения напряжения?

Расчет падения напряжения NAC имеет решающее значение для определения действительно ли ваши устройства оповещения будут работать с предоставленной головкой конечное оборудование. (Это, конечно, основано на подрядчика по установке, устанавливающего систему в соответствии с планами и указанными расстояниями проводки). Если вы выполнили свое падение напряжения NAC правильные расчеты во время проектирования, вы будете точно знать, сколько необходимы удаленные источники питания и цепи NAC, а также место на стене требования и подключения 120 В переменного тока, требуемые подрядчиком по электрике.Имейте в виду, что это требование NFPA 72.

·

Методы расчета падения напряжения

В основном есть два метода измерения напряжения NAC. расчет падения. Эти методы более известный как «точка-точка (PTP)» и «конец линии (EOL)».

· Укажите на Точечное падение напряжения требует гораздо большей математики, чем Метод «EOL». Однако лишняя работа окупается, поскольку этот метод более точен.

• Дизайнеры обычно используют этот метод с электронная таблица, поскольку математика может стать утомительной
• Это метод, обычно используемый панелью производители в собственных расчетных программах
• Так как он менее консервативен по сравнению с «EOL» метод, он позволяет использовать больше устройств в цепи.
• Бывают случаи, когда разница между Методы PTP и EOL

Конец Линейный метод – самый простой и быстрый расчет

• Можно легко выполнить вручную или с помощью калькулятора
• Результаты менее точны, что дает много место для будущего расширения

Запуск Напряжение и напряжение отключения

UL (Underwriters Laboratories) 864, 9 ^{-е издание} Стандарты на панели управления пожарной сигнализацией:

• Все панели должны иметь демонстрацию 20.4 В постоянного тока панель отключает напряжение.

Вы можете спросить: «Откуда они взяли 20,4 В постоянного тока на Система на 24 В? » На самом деле это довольно просто. 20,4 В постоянного тока составляет 85% от 24 В постоянного тока. Или, как мы заявляли ранее, есть несколько 12 Системы VDC плавают вокруг. В их В этом случае демонстрируемое напряжение должно составлять 10,2 В постоянного тока. Еще раз, 10,2 В постоянного тока составляет 85% от 12 В постоянного тока.

Выше мы упомянули термин «напряжение отключения». Все блоки управления пожарной сигнализацией (FACU) имеют и падение внутреннего напряжения.Напряжение на фактическая выходная клемма NAC всегда меньше 20,4 / 10,2 В при отключении.

• Это количество выпадения меняется в зависимости от панель. Разница может достигать 0,5. В постоянного тока до 2,5 В постоянного тока.

Имейте в виду, что это значение не часто встречается в панельная документация. Я обнаружил, что Самый простой способ получить это значение – связаться с производителем панели и получить в письменной форме. Теперь вы можете спросить себя: «Почему так важно, чтобы я получите это значение от производителя, а не просто используйте 20.4 / 10,2 значение рассчитано из 85%, установленных UL 864 9 ^th Edition? » Для того, чтобы ваши расчеты падения напряжения NAC были точный и максимально точный, основанный на фактах и ​​информации при условии, вы должны использовать определенное значение отключения клеммы панели / источника питания.

Как записаться Определите падение напряжения NAC, используя метод конца линии:

Сложите общий текущий розыгрыш для всего вашего уведомления цепь прибора.Это основано на производство, тип (только стробоскоп, клаксон / стробоскоп, мини клаксон, звуковой уровень, настенный, потолок и т. д.) Обязательно проконсультируйтесь с документацию на прибор, чтобы получить эти цифры. Сложите общую длину провода для участка и умножьте на 2 (если класс В). 2 представляет собой число проводов, используемых в пробеге. Умножьте общую длину провода на сопротивление провода. значение на фут для общего сопротивления провода цепи. Сопротивление проволоки на фут можно найти в Таблица 8 «Свойства проводников» в главе 9 Национального электротехнического кодекса.Используя закон Ома, мы знаем, что ток (I) x сопротивление (R) = Напряжение (E). Просто возьмите сумму ток, найденный на шаге 1, и умножьте его на сопротивление, найденное на шаге №3. Это даст вам вольт упавший. Вычтите напряжение, упавшее с панели / клеммы питания. напряжение отсечки для получения напряжения, которое будет подаваться на последний прибор в цепи. Это значение ДОЛЖНО превышать 16 В. Имейте в виду, что этот метод не так точен, как Метод «точка-точка».Этот метод предполагает, что падение напряжения на каждом приборе будет одинаковым при включении на самом деле это не так.

Ниже пример расчета падения напряжения в конце линии:

Примечания к схеме:

• · Будем считать, что напряжение отключения клеммы составляет 0,5 В ниже 20,4 В постоянного тока, что дает нам напряжение 19,9.
• · Используйте длины проводов, показанные на схеме
.
• · V1 = 85 мА / V2 = 75 мА / V3 = 115 мА / V4 = 100 мА
• · В схеме используется провод # 12 AWG
.
• · Используйте Таблицу 8 NEC (Национальный электротехнический кодекс), предоставленную ранее. в этом документе

Использование Схема и примечания выше, можете ли вы предоставить падение напряжения для этой схемы? используя метод конца строки? Дайте ему попробуйте, и когда будете готовы, переходите к следующей странице, где мы его разберем для тебя.

Конец линии Пробой для расчета падения напряжения:

Сложите общий ток для всех четырех уведомлений. приборы в цепи. Мы знаем что V1 = 85 мА, V2 = 75 мА, V3 = 115 мА и V4 = 100 мА. Сумма всех четырех из них составляет 375 мА . Сложите общую длину провода и умножьте ее на 2. Из диаграммы мы знаем, что первый секция 200 футов, вторая секция 150 футов, третья секция 25 футов, а последняя секция – 70 футов. Итого 445 футов x 2 = 890. Всего ступней Мы знаем из Таблицы 8 «Свойства проводника», что у нас есть значение 1,98 Ом / 1000 футов многожильного провода # 12 AWG без покрытия. Чтобы найти сопротивление для нашей схемы, просто возьмите общую длину провода (890 футов) и разделите ее на 1000. Это дает нам значение 0,89. Теперь возьмите 0,89 и умножьте на 1,98. значение найдено в таблице NEC. (0,89 х 1,98 = 1,7622 Ом сопротивления ) Используя закон Ома, мы знаем, что ток (I) x сопротивление (R) = Напряжение (E).Возьмите полный ток найденное на шаге # 1 (0,375) и умножьте его на сумму, найденную на шаге # 3 (1.7622). 0,375 x 1,7622 =. Упало 660825 вольт. Наконец, нам нужно вычесть 0,660825 вольт из нашего напряжение отключения клеммы. Мы знаем из предыдущая диаграмма и отмечает, что у нас есть напряжение отключения на клеммах 19,9 вольт. 19,9 В – 0,660825 = 19,239 В на последнем приборе. Укажите на Расчет точечного падения напряжения:

Примечания к схеме:

• · Будем считать, что напряжение отключения на клеммах является .На 5 вольт ниже 20,4 В постоянного тока, что дает нам напряжение 19,9.
• · Используйте длины проводов, показанные на схеме
.
• · V1 = 85 мА / V2 = 75 мА / V3 = 115 мА / V4 = 100 мА
• · В схеме используется провод # 12 AWG
.
• · Используйте Таблицу 8 NEC, предоставленную ранее. в этом документе

Для выполнения двухточечного расчета падения напряжения необходимо: в основном то же самое, что и метод конца строки; мы собираемся сделать разбивка каждого пути / устройства.

• · Сопротивление первого участка проводки, умноженное на общий ток для прибора V1, V2, V3 и V4
• · Вычтите сумму из порогового значения терминала. напряжение, чтобы получить падение напряжения для V1.

Расчет № 2

• · Сопротивление участка прохода второго провода, умноженное на общий ток для приборов V2, V3 и V4.
• · Вычтите сумму V1 из терминала напряжение отключения для получения падения напряжения V2

• · Сопротивление третьего участка проводки, умноженное на общий ток для приборов V3 и V4.
• · Вычтите сумму V2 из терминала. напряжение отключения, чтобы получить падение напряжения V3

• · Сопротивление четвертого участка проводки, умноженное на общий ток для приборов V4.
• · Вычтите сумму V3 из терминала напряжение отключения, чтобы получить падение напряжения V4

Если это последнее значение больше 16 вольт, цепь должна работать. Использование Схема и примечания выше, можете ли вы предоставить падение напряжения для этой схемы? используя метод Point to Point? Дайте ему попробуйте, и когда будете готовы, переходите к следующей странице, где мы его разберем для тебя.

• · 200 футов x 2 = 400 футов. 400/1000 = 0,4 x 1,98 = 0,792 Ом (с FACU к V1)
• · 0,792 x 0,375 (ток всех устройств) = 0,297 вольт упало @ V1
• · 19,9 (напряжение отключения клеммы) – 0,297 = 19,603 В постоянного тока при V1

• · 150 футов x 2 = 300 футов. 300/1000 = 0,3 x 1,98 = 0,594 Ом (с FACU к V1)
• · 0,594 x 0,290 (ток устройств V2-V4) = .17226 Вольт упало при V2
• · 19,603 (напряжение отключения клеммы) – 0,17226 = 19,43074 В постоянного тока при V2

• · 25 футов x 2 = 50 футов. 50/1000 = 0,05 x 1,98 = 0,099 Ом (с FACU к V1)
• · 0,099 x 0,215 (ток устройств V3-V4) = 0,021285 Вольт упало при V3
• · 19,43074 (напряжение отключения клеммы) – 0,021285 = 19,40946 В постоянного тока при V3

• · 70 футов x 2 = 140 футов.140/1000 = 0,14 x 1,98 = 0,2772 Ом (от FACU к V1)
• · 0,2772 x 0,200 (ток устройства V4) = 0,05544 вольт упало @ V4
• · 19,40946 (напряжение отключения клеммы) – 0,05544 = 19,35402 В постоянного тока при V4

Оба эти расчеты широко используются и принимаются вашими местными AHJ. Как видите, метод PTP дал общее падение напряжения 19,35402, в то время как метод EOL показал 19,239. Помните, что оба этих примера использовали одно и то же параметры.Я лично рекомендую использовать Метод «точка-точка» основан исключительно на его точности.

Сопротивление проводов и падение напряжения

Полли Френдшух, преподаватель кафедры электрического строительства и технического обслуживания Технологического колледжа Данвуди, объясняет, как рассчитать сопротивление провода и падение напряжения в электрической цепи в этих двух видеороликах. Полли шаг за шагом обучает принципу электрического сопротивления и факторам, которые могут влиять на сопротивление, приводя примеры.

В первом видео вы поймете, как вычисляется формула сопротивления:

Сопротивление (Ом) = (K x L) / CM , где;

1. K (постоянная тока)
   1. Температура: удельное сопротивление металла увеличивается с повышением температуры
   2. Материал: лучшие проводники имеют наименьшее сопротивление (лучший проводник: серебро> медь> золото> алюминий)
   3. K = 12,9 (для медь) ; K = 21,2 (для алюминия)
      
2. L (Длина провода в футах)
   1. Удельное сопротивление увеличивается с увеличением расстояния
      
3. CM (Circular Mil, размер поперечного сечения провода)
   1. Размер провода (AWG: американский размер провода) определяет значение CM.
   2. Чем меньше значение CM, тем тоньше провод и тем выше номер калибра.
   3. Пожалуйста, посмотрите таблицу внизу этой статьи.

Во втором видео Полли на примере показывает, как рассчитать падение напряжения по следующей формуле.

Vd (Падение напряжения) = (2 x K x I x L) / CM , где;

1. K (постоянная тока) – обсуждалось выше
2. I (ток в амперах)
   1. Чем выше ток, тем больше падение напряжения
3. L (длина провода в футах) – обсуждалось выше
4. CM (круглые милы) – обсуждалось выше

Вот диаграмма значений CM (круглых милов) для размеров AWG:

000

Американский калибр проволоки AWG	Диаметр (дюйм)	Круглый Mil (CM)
4/0	0.460	211,592
3/0	0,410	167,800
2/0	0,365	133,072
1/0					1/0		000	0 0,258	83,690
4	0,204	41,740
6	0,162	26,251
8	0008	000	0009
102	10,383
12	0,081	6,530
14	0,064	4,107

myCableEngineering.com> Падение напряжения

Падение напряжения рассчитывается в соответствии с техническим отчетом CENELEC CLC / TR 50480 «Определение площади поперечного сечения проводов и выбор защитных устройств» от февраля 2011 г.

Падение напряжения (в процентах) определяется по формуле:

ΔU = b (Rcosφ + Xsinφ) IbUo⋅100

где
Δ U = падение напряжения на кабеле,%
U _o = номинальное напряжение между фазой и нейтралью, В
R = c допустимое сопротивление, Ом
X = реактивное сопротивление кабеля, Ом
I _b = расчетный ток кабеля, А
b = коэффициент схемы (= 2 для d.c. и однофазный, = 1 для трехфазного)

Примечание: в myCableEngineering мы используем сложную арифметику, и приведенное выше оценивается как:

ΔU = b (R + jX) IbUo⋅100

Примечание: R и X относятся к каждому линейному проводнику. Например, сопротивление однофазной двухжильной цепи (под напряжением и нейтраль) будет 2 R (при условии, что цепи под напряжением и нейтраль имеют одинаковое сопротивление). Для параллельных кабелей R и X являются результирующими значениями для каждой строки.Например, n _ph кабелей параллельно, с сопротивлением одного линейного проводника R _c0ph , затем R = R _c0ph / n _ph .

Приведенное выше уравнение) имеет относительное падение напряжения, выраженное в процентах от Uo. Умножение на U _или даст фактическое падение напряжения для постоянного тока. и однофазных цепей, а для трехфазных цепей необходимо умножить на √3.

Корректировка уравнения CENELEC для учета привязки падения напряжения к линейному напряжению для трехфазных систем, установка R, X в омах и использование сложных форм дает:

	ΔU, В / м	ΔU,% на м
постоянного тока системы
перем. системы однофазные
а.системы c, трехфазные
– сопротивление одиночной жилы, Ом / м – реакция одиночной жилы, Ом / м – полное сопротивление одиночной жилы, Ом / м – расчетный ток кабеля, А – номинальное напряжение между нейтралью и землей (для однофазного a.c. или постоянного тока), В – номинальное межфазное напряжение (для трехфазных систем), В

BS 7671 Таблицы падения напряжения

BS7671 «Требования к электроустановкам», Правила электропроводки IET, Приложение 4, таблицы падения напряжения, значения даны в мВ / А / м (или фактически мОм). Однако эти таблицы относятся к линейному напряжению для однофазных цепей и линейному напряжению для трехфазных цепей.

Для преобразования трехфазных табличных значений так, чтобы они соотносились с входным сопротивлением (или реактивным сопротивлением), требуемым CENELEC 50480, необходимо разделить трехфазные значения BS 7671 на √3 (квадратный корень из трех). Для однофазных значений регулировка не требуется. Приведенные значения падения напряжения для трехфазных симметричных систем относятся к линейному напряжению.

Примечание: значения в таблицах приведены для максимальной рабочей температуры проводника. myCableEngineering использует теорию цепей (см. Импеданс) для расчета импеданса, а падение напряжения рассчитывается с использованием CENELEC 50480.Наши испытания показывают, что разница в расчетах сопротивления по теории цепей и в BS 7671 невелика.

11. Электрический расчет распределительных сетей. Как рассчитать падение напряжения в ЛЭП и нагрузку на трансформатор? – SiCAD

Одним из обязательных элементов конструкции является выбор сечения провода ЛЭП. Таким образом, проектировщик должен выполнить электрический расчет сети.Онлайн-сервис проектирования внешних распределительных сетей SiCAD позволяет автоматизировать процесс электрических расчетов.

Принцип расчета следующий:

1. Составьте план низковольтной электрической сети 0,4 кВ.
2. Укажите местоположение потребителей электроэнергии и источника питания (точки питания), а также его мощность.
3. Запустите процесс расчета в пункте главного меню «Расчеты / Токи и падение напряжения». расчет ».Выберите нужную электрическую сеть.

Расчет мощностей в каждом пролете осуществляется по стандарту ДБН В2.5-23 2010 в соответствии с введенными вами значениями мощностей в типовых узлах абонентских аппаратов. Следует отметить, что типичные узлы абонентских групп будут считаться подключенными к линиям на том уровне, с которым они находятся. При этом учитываются все возможные случаи сочетания разных типов домов, фабрик и наличия электрического отопления.Мощность электрического обогрева учитывается с коэффициентом разнообразия, равным единице, как того требует ДБН. После расчета электрической мощности и токов рассчитывается падение напряжения в каждом пролете. Известно активное и реактивное сопротивление жил кабелей и проводов. Сумма падений напряжения в каждом пролете будет величиной падения напряжения на пути от источника питания к самому удаленному абоненту. Падения напряжения рассчитываются исходя из значения напряжения на сборных шинах трансформатора, введенного в свойствах источника питания (Трансформаторная подстанция).Заключение Института электродинамики НАН Украины о правильности результатов электрических расчетов в сервисе SiCAD положительное и вы можете прочитать его по ссылке.

Для получения результатов электрических расчетов выберите в главном меню «Расчет / Расчет токов и падения напряжения» и нажмите на любой объект электрической сети 0,4 кВ. При этом никакую линию с проводом для сетей 10, 20 или 35 кВ нельзя подключать к 0.Электрическая сеть 4 кВ. Сервис SiCAD выполняет верификацию и не позволяет создавать сети с двумя источниками питания или сети с замкнутыми цепями. Результат расчета будет отображаться в отдельном модальном окне – это позволяет одновременно анализировать результат расчета и просматривать проект. На отдельных вкладках отображается следующая информация:

• Падение напряжения dU, процентные падения напряжения и отклонения напряжения от номинала для наиболее удаленных абонентов.
• Расчетный ток в амперах для каждого участка линии электропередачи.
• Однофазный Ток короткого замыкания в точках подключения наиболее удаленных абонентов электроэнергии.
• Источник нагрузки , где отображается полная нагрузка на трансформатор. Количество и типы потребителей электроэнергии. В том числе типы собственных домов пользователя с электрическим отоплением, если оно было введено при создании типа дома. Ниже приведен результат расчета для каждой отдельной линии, отходящей от источника питания (трансформаторной подстанции).
• Вкладка Детальный расчет показывает результаты расчета электрических параметров для каждого пролета линии.

Мы рассмотрели все возможности онлайн-сервиса SiCAD. Удачных проектов! Если у вас есть вопросы, пишите на [email protected]

Определение падения напряжения | Lectromec

Основные выводы

• Расчет падения напряжения важен для обеспечения правильной работы оборудования.
• То, что в цепи подается 115 В переменного тока, не означает, что подключенное оборудование «видит» 115 В переменного тока. Длина и калибр провода будут иметь значение.
• Существуют хорошо зарекомендовавшие себя методы оценки падения напряжения.

Если в цепь подается напряжение, а подключенное оборудование не включается, значит, проблема связана либо с цепью, либо с поданным напряжением (при условии, что устройство полностью функционирует). Длина и калибр провода, который иногда игнорируется в схемотехнике, могут влиять на напряжение нагрузки; это известно как «падение напряжения».Точно так же, как на пропускную способность проводов / жгутов влияют система и окружающая среда, падение напряжения тоже.

В этой статье мы рассмотрим идею падения напряжения, руководство по его применению в конструкции и пример количественной оценки падения напряжения на проводе / кабеле.

Падение напряжения

Проволочные проводники не являются идеальными электрическими проводниками, и из-за этого вдоль провода возникают потери энергии. В прошлых статьях мы рассматривали сопротивление проводника с точки зрения допустимой нагрузки, и нагрев проводника может происходить только при наличии сопротивления проводника.Общее сопротивление проводника для цепи может быть небольшим, но это нетривиально. В зависимости от тока в цепи длина провода 20AWG может быть не более 50 или 400 футов.

К счастью, есть руководство, которое поможет определить падение напряжения в цепи.

Направляющая

Пожалуй, один из самых популярных документов, опубликованных FAA, – это AC 43-13. В дополнение к руководству по большому количеству концепций проектирования системы, он также предоставляет руководство по устранению падения напряжения.Процитируем AC 43-13-1B, раздел 11-48, «Провода должны иметь размер, позволяющий выдерживать постоянный ток, превышающий номинальные параметры устройства защиты цепи, включая его время-токовые характеристики, а также во избежание чрезмерного падения напряжения».

Максимальное падение напряжения в цепи определяется таким образом, чтобы проектировщики оборудования знали ожидаемые характеристики своего оборудования. Источник: FAA.

AC 43-13-1B предоставляет таблицу допустимого падения напряжения для непрерывной и прерывистой работы.Важно отметить, что в таблице проводится различие между допустимым падением напряжения для непрерывной и прерывистой работы. Чтобы представить это в перспективе, AC 43-13-1B идентифицирует прерывистую нагрузку как такую, работа которой ограничена не более чем двумя минутами за раз. Ни в одной точке сети переменного тока нет информации о том, как часто может работать прерывистая цепь, но Lectromec предлагает, чтобы продолжительность между прерывистыми режимами работы была достаточно большой, чтобы позволить цепи вернуться к окружающим условиям (например,грамм. дайте проводке время остыть).

В таблице 11-6 показано допустимое падение напряжения между шиной и заземлением оборудования. Эти значения соответствуют ожидаемым значениям производительности, указанным в документах по качеству электроэнергии, таких как MIL-STD-704. Для системы 115 В переменного тока максимально допустимое падение напряжения при непрерывной работе составляет 4 В; для прерывистого режима максимальное падение напряжения составляет 8 В.

Падение напряжения по калибру провода, току и напряжению в системе. Источник: FAA.

Как и в большинстве руководств AC 43-13-1B, имеется хорошая информация, но она не дает полной картины. Примером этого является расчет падения напряжения для цепи. Таблица и информация, представленные в AC, относятся к луженой проволоке. В случае проводов с серебряным и никелированным покрытием, имеющих более низкое сопротивление, информация в переменном токе является консервативной при расчетах падения напряжения.

Снижение номинального напряжения

AC 43-13-1B действительно предоставляет диаграмму для оценки падения напряжения, но поскольку диаграмма может быть довольно запутанной, мы рассмотрим пример, который, мы надеемся, упростит отслеживание.

В левой части рисунка находится таблица, показывающая напряжение непрерывной цепи для четырех различных уровней напряжения (200, 115, 28 и 14). Внизу таблицы показаны уровни падения напряжения 7 В, 4 В, 1 В и 0,5 В, соответствующие максимальному падению напряжения, допустимому для данного уровня напряжения. В центре этой таблицы показана длина провода, необходимая для достижения падения напряжения (внизу таблицы) для напряжения системы (показано вверху таблицы).

Если, например, у нас есть цепь, работающая на проводе 16AWG и непрерывном токе 10 А, то сначала ищем калибр провода вдоль нижней горизонтальной оси и там, где он пересекается с диагональными линиями, идущими от верхней оси.В этом примере 16AWG мы ищем диагональную линию, которая начинается со значения «10» на верхней оси. На рисунке это значение пересекается с вертикальной линией 16AWG, что указывает на то, что максимальная длина провода для ограничения падения напряжения до 4 В в системе 115 В составляет 80 футов.

Источник: FAA.

На рисунке также показаны три других примера провода 8AWG на 20 А, провода 12AWG на 20 А и провода 14AWG на 20 А. Хотя каждый из этих сечений проводов может выдерживать нагрузку 20 А, максимально допустимая длина провода значительно пострадали.В случае провода 14AWG, несущего нагрузку 20 ампер, из рисунка следует, что максимальная длина провода 115 В для системы составляет около 60 футов. Сравнивая это с проводом 8AWG, максимальная длина провода составляет около 200 футов.

На следующих двух рисунках, Таблица 11-7 и Таблица 11-8 показаны дополнительные примеры, взятые из AC 43-13-1B.

Расчетное воздействие

С точки зрения дизайна это означает, что инженер EWIS должен сбалансировать как номинальный ток, так и допустимую нагрузку жгута проводов с требованиями к падению напряжения.Кроме того, анализ действительно показывает очень прямую причину выбора систем с более высоким напряжением. В приложениях с более высоким напряжением допустимое падение напряжения по длине провода больше и позволяет проводам меньшего калибра передавать напряжение на большие расстояния.

Источник: FAA.

Заключение

Падение напряжения в цепи так же важно, как и ее допустимая нагрузка. К счастью для тех, кто хочет убедиться, что их конструкция находится в пределах допусков рабочих характеристик, указанных в AC 43-13-1B, могут сделать это с меньшим количеством вычислений и элементов снижения номинальных характеристик, таких как допустимая нагрузка.

Для тех, кто хочет получить больше от своих проектов EWIS и убедиться, что они соответствуют лучшим практикам, обращайтесь в Lectromec. У нас есть обширный опыт и лабораторные возможности для решения ваших задач EWIS.

Михаил Траскос

Президент, Lectromec

[email protected]

Майкл более десяти лет занимается оценкой деградации и отказов проводов.