Расчет потерь напряжения: Расчёт потерь напряжения в кабеле

Расчёт потерь напряжения в кабеле

 

Потеря напряжения в кабеле — величина, равная разности между установившимися значениями действующего напряжения, измеренными в двух точках системы электроснабжения (по ГОСТ 23875-88). Этот параметр необходимо знать при производстве любых электромонтажных работ — начиная от видеонаблюдения и ОПС и заканчивая системами электроснабжения промышленных объектов.

 

Рис.1	Рис.2

При равенстве сопротивлений Zп1=Zп2=Zп3 и Zн1=Zн2=Zн3 ток в нулевом проводе отсутствует (Рис.1), поэтому для трёхфазных линий потери напряжения рассчитываются для одного проводника.

В двух- и однофазных линиях, а также в цепи постоянного тока, ток идёт по двум проводникам (Рис.2), поэтому вводится коэффициент 2 (при условии равенства Zп1=Zп2).

Доступна Windows-версия программы расчёта потерь напряжения

Пояснения к расчёту

Расчёт потерь линейного (между фазами) напряжения в кабеле при трёхфазном переменном токе производится по формулам:

 

Для расчёта потерь фазного напряжения U=220 В; 1 фаза.

 

P — активная мощность передаваемая по линии, Вт;
Q — реактивная мощность передаваемая по линии, ВАр;
R — удельное активное сопротивление кабельной линии, Ом/м;
X — удельное индуктивное сопротивление кабельной линии, Ом/м;
L — длина кабельной линии, м;
Uл — линейное напряжение сети, В;
Uф — фазное напряжение сети, В.

 

Пожелания, замечания, рекомендации по улучшению раздела расчётов на нашем сайте просьба присылать по электронной почте [email protected] Разрешается копирование java-скриптов при условии ссылки на источник.

 

ВСЕ РАСЧЁТЫ

Пример определения потери напряжения в линии 10 кВ

В данной статье я буду рассматривать 2 примера определения потери напряжения в воздушной линии 10 кВ, когда нагрузка подключена в конце линии и с несколькими нагрузками вдоль линии.

Пример 1 – Определение потери напряжения, когда нагрузка подключена в конце линии

Определить потерю напряжения в трехфазной воздушной линии с номинальным напряжением Uном.=10 кВ протяженностью l = 2 км, питающей электрооборудование коммунального предприятия мощностью Р=100 кВт. Коэффициент мощности нагрузки cosϕ = 0,8. Линия выполнена алюминиевыми проводами марки А-25 сечением 25 мм2, расстояние между фазами 600 мм.

Решение.

1. Определяем активное сопротивление провода марки А-25:

где:

• γ – значение удельной проводимости для медных и алюминиевых проводов при температуре 20 °С принимается: для медных проводов – 53 м/Ом*мм2; для алюминиевых проводов – 31,7 м/Ом*мм2;
• s – номинальное сечение провода(кабеля),мм2;

Также вы можете встретить в тех. литературе еще одну формулу по определению активного сопротивления провода (кабеля):

где:

• ρ – значение удельного сопротивления принимается: для медных проводов — 0,017-0,018 Ом*мм2/м; для алюминиевых проводов – 0,026 — 0,028 Ом*мм2/м, см. таблицу 1.14 [Л2. с.30].
  

2. Определяем индуктивное сопротивление для провода марки А-25 [Л1.с.420]:

где:

• Дср. – среднее геометрическое расстояние между осями проводов, мм;
• d = 6,40 мм – диаметр провода, для марки провода А-25. Значение диаметра провода можно определить по ГОСТ 839-80  – «Провода неизолированные для воздушных линий электропередач» таблицы 1 – 4. В данном расчете я привожу значение диаметра провода, только для провода марки А, для остальных марок проводов значения диаметров проводов вы сможете найти непосредственно в самом ГОСТе;
• µ — относительная магнитная проницаемость для цветных металлов (немагнитных) равна 1, для стальных проводов µ может достигать значений 10³ и даже больше.

2.1 Определяем среднее геометрическое расстояние между осями трех проводов проложенных в одной плоскости [Л1.с.419]:

где: расстояние между проводами первой и второй фазы Д1-2= 600 мм, между второй и третью Д2-3 = 600 мм, между первой и третью Д1-3= 600 + 25 + 600 = 1225 мм.

3. Определяем коэффициент мощности tgϕ, зная cosϕ:

4. Определяем потерю напряжения в линии [Л1.с.422]:

Пример 2 – Определение потери напряжения с несколькими нагрузками вдоль линии

Определить потерю напряжения в трехфазной сети 10 кВ, изображенной на рис.1. Сеть выполнена воздушной линией с алюминиевыми проводами марки А-35 сечением 35 мм2 на участке А-Б и проводами марки А-25 сечением 25 мм2 на участке Б-В. Расстояние между фазами равно 600 мм. Соответствующая нагрузка, коэффициент мощности cosϕ в ответвлениях, а также длины участков сети указаны на схеме.

Решение.

1. Определяем активное сопротивление провода марки А-35 на участке А-Б:

2. Определяем индуктивное сопротивление для провода марки А-35 [Л1.с.420]:

2.1 Определяем среднее геометрическое расстояние между осями трех проводов проложенных в одной плоскости [Л1.с.419]:

где: расстояние между проводами первой и второй фазы Д1-2= 600 мм, между второй и третью Д2-3 = 600 мм, между первой и третью Д1-3= 600 + 35 + 600 = 1235 мм.

3. Определяем коэффициент мощности tgϕ1, зная cosϕ1:

4. Значения активного и индуктивного сопротивления для марки провода А-25 берем из примера 1: r

02 = 1,26 Ом/км; х₀₂ = 0,256 Ом/км; tgϕ₂ = 0,75.

5. Определяем суммарную потерю напряжения в линии 10 кВ [Л1.с.422] :

где:

• Uном. – номинальное напряжение, В;
• r₀₁, x₀₁, r₀₂, x₀₂ – активные и индуктивные сопротивления трехфазных линий, Ом/км;
• Р1,Р2 – мощности в ответвлениях, кВт;
• L₁,L₂ – длины от начала линии до соответствующего ответвления, км;
• tgϕ₁, tgϕ₂ – коэффициент мощности;
  

Литература:

1. Основы проектирования систем электроснабжения. Маньков В.Д. 2010 г.
2. Справочная книга электрика. Григорьева В.И. 2004 г.

Всего наилучшего! До новых встреч на сайте Raschet.info.

Поделиться в социальных сетях

Потери напряжения | Онлайн расчет в линии, в сети, в кабеле

Калькулятор расчета потери напряжения в кабеле. Расчет потери напряжения в линии для постоянного и переменного тока по заданным параметрам электросети.

Проблема с потерями напряжения в линии, сети или кабеле возникают обычно в следующих ситуациях:

• при значительной длине прокладываемой линии;
• в случае большой рассеиваемой мощности;
• при высоких токовых нагрузках.

Если при покупке кабельной продукции допущены ошибки в выборе сечения входящих в его состав проводных жил – они при протекании больших токов начинают перегреваться. А это приводит к повышению их внутреннего сопротивления и увеличению потерь напряжения на распределенных элементах цепи.

Дополнительная информация: Для того чтобы понять, за счет чего в линейных проводах происходят потери, следует вспомнить о том, что они также обладают внутренним погонным сопротивлением.

За счет этого каждый участок кабеля определенной длины может быть представлен как резистор с некоторой удельной проводимостью (величиной, обратной сопротивлению). Так что на данном участке по закону Ома будет падать определенная часть приложенного ко всему кабелю напряжения. Это значение вычисляется по следующей формуле:

U=I*R провода

При обследовании цепей постоянного тока учитывается только активное распределенное сопротивление, обозначаемое просто R. В линиях с действующим переменным напряжением к активной составляющей добавляется реактивная часть, так что обе они составляют полный импеданс Z. Величина этих потерь обязательно учитывается при расчетах цепей переменного тока, поскольку они нередко достигают 20 процентов от всей расходуемой мощности.

Как при ручном, так и при онлайн расчете для определения распределенного сопротивления проводника используется следующая формула:

R=p*L/S

где:
p – удельное сопротивление, приходящееся на единицу длины;
L – общая длина измеряемого участка;
S – площадь сечения.

Из формулы видно, что сопротивление, а, следовательно, и падение напряжения определяется длинной данного участка и площадью его поперечного сечения. Длинный и тонкий проводник обладает большим сопротивлением R. Чтобы его снизить – нужны толстые жилы со значительным поперечным сечением.

Производим расчет потери напряжения линии в случае с активной нагрузкой с помощью следующего выражения:

dU=I*R пров

Для того чтобы учесть комплексные потери на импедансе цепей переменного тока вводится поправка в виде коэффициента реактивности.

Обратите внимание: Все эти выкладки справедливы лишь для одной жилы.

В реальной ситуации кабель содержит несколько проводников, каждый из которых должен учитываться при калькуляции. При пользовании онлайн калькулятором потерь напряжения в предложенные формы потребуется ввести следующие параметры:

1. Общую длину провода.
2. Площадь сечения каждой из жил;
3. Значение потребляемой мощности;
4. Общее количество проводников;
5. Средний показатель температуры.

Также следует указать значение комплексного коэффициента COS Ф (он, как правило, выбирается из диапазона 0,94-0,98).

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)

 

В результате вычислений онлайн калькулятор потерь напряжения выдаст следующие рабочие показатели:

• Величину потерь напряжения и мощности.
• Сопротивление участка кабеля.
• Реактивные потери в нем.

Также в итоговой форме должно появиться значение остаточного напряжения на комплексной нагрузке.

Расчет потерь напряжения в кабеле

Для того чтобы обеспечить подачу напряжения от распределительного устройства к конечному потребителю используются линии электропередач. Они могут быть воздушными или кабельными и имеют значительную протяженность.

Как и все проводники, они имеют сопротивление, которое зависит от длины и чем они протяжение, тем больше потеря напряжения.

И чем длиннее линия, тем потери напряжения будут больше. Т.е. напряжение на входе и в конце линии будет разное.

Чтобы оборудование работало без сбоев, эти потери нормируются. Они суммарно должны иметь значение, не превышающее 9%.

Максимальное понижение напряжение на вводе составляет пять процентов, а до самого удаленного потребителя не более четырех процентов. В трехфазной сети при трех или четырех проводной сети этот показатель не должен превышать 10%.

Симптомы снижения напряжения у потребителя

Если эти показатели не соблюдаются, конечные потребители не смогут обеспечить номинальные параметры. При снижении напряжения возникают следующие симптомы:

• Осветительные приборы, в которых используются лампы накаливания, начинают работать (светиться) в половину накала;
• При включении электродвигателей уменьшается пусковое усилие на валу. В результате чего двигатель не вращается, и как следствие происходит перегрев обмоток и выход из строя;
• Некоторые электроприборы не включаются. Не хватает напряжения, а другие приборы после включения могу выходить из строя;
• Установки, чувствительные к входному напряжению, работают нестабильно, так же могут не включаться источники света, у которых нет нити накаливания.

Передача электроэнергии производится по воздушным или кабельным сетям. Воздушные изготовлены из алюминия, а кабельные могут быть алюминиевыми или медными.

В кабелях кроме активного сопротивления имеется емкостное сопротивление.

Поэтому потеря мощности зависит от длины кабеля.

Причины, приводящие к снижению напряжения

Потери напряжения в линии электропередач возникают по следующим причинам:

• По проводу проходит ток, который нагревает его, в результате увеличивается активное и емкостное сопротивление;
• Трехфазный кабель при симметричной нагрузке имеет одинаковые значения напряжения на жилах, а ток нулевого провода будет стремиться к нулю. Это справедливо если нагрузка постоянная и чисто активная, что в реальных условиях невозможно;
• В сетях, кроме активной нагрузки, имеется реактивная нагрузка в виде обмоток трансформатора, реакторов и т.п. и как следствие в них появляется индуктивная мощность;
• В результате сопротивление будет складываться из активного, емкостного и индуктивного. Оно влияет на потери напряжения в сети.

Потери тока зависят от длины кабеля. Чем он протяжение, тем больше сопротивление, а это значит, что и потери значительнее. Отсюда следует, что потери мощности в кабеле зависят от протяженности или длины линии.

Расчет значения потерь

Для обеспечения работоспособности оборудования необходимо произвести расчет. Он проводится в момент проектирования. Современный уровень развития вычислительной техники позволяет производить вычисления с помощью онлайн калькулятора, который позволяет быстро произвести расчет потерь мощности кабеля.

Для вычисления достаточно ввести необходимые данные. Задают параметры тока – постоянный или переменный. Материал линии электропередач – алюминий или медь. Указывают, по каким параметрам производится расчет потери мощности – по сечению или диаметру провода, току нагрузки или сопротивлению.

Дополнительно указывают напряжение сети и температуру кабеля (зависит от условий эксплуатации и способе прокладки). Эти значения подставляются в таблицу расчета и производят расчет с помощью электронного калькулятора.

Можно произвести расчет на основании математических формул. Чтобы правильно понять и оценить процессы, происходящие при передаче электрической энергии, применяют векторную форму представления характеристик.

А для минимизации расчетов трехфазную сеть представляют как три однофазные сети. Сопротивление сети представлено как последовательное подключение активного и реактивного сопротивления к сопротивлению нагрузки.

При этом формула расчета потери мощности в кабеле существенно упрощается. Для получения необходимых параметров используют формулу.

∆U= I*RL.

Эта формула показывает потерю мощности кабеля в зависимости от тока и сопротивления, распределенного по длине кабеля.

Однако, эта формула справедлива, если знать силу тока и сопротивление. Сопротивление можно вычислить по формуле. Для меди оно будет равно р=0,0175Ом*мм2/м, а для алюминия р=0,028Ом*мм2/м.

Зная значение удельного сопротивления вычисляют сопротивление, которое будет определяться по формуле

R=р*I/S, где р- удельное сопротивление, I-длина линии, S- площадь сечения провода.

Для того чтобы выполнить расчет потерь напряжения по длине кабеля, необходимо полученные значения подставить в формулу и произвести вычисления. Эти расчеты можно производить при монтаже электрических сетей или охранных систем и видеонаблюдения.

Если вычисления потери мощности не производить, то это может привести к снижению питающего напряжения потребителей. В результате произойдет перегрев кабеля, он может сильно нагревается, и как следствие происходит повреждение изоляции.

Что может привести к поражению людей электрическим током или короткому замыканию. Снижение напряжения в линии может привести к выходу их строя электронного оборудования.

Поэтому важно при проектировании электропроводки производить расчет потери напряжения в подводящих проводах и проложенном кабеле.

Методы сокращения потерь

Потери мощности можно сократить следующими методами:

• Увеличить сечение проводников. В результате снизится сопротивление, и потери уменьшатся;
• Снижение потребляемой мощности. Этот параметр не всегда можно изменить;
• Изменение протяженности кабеля.

Уменьшение мощности и изменение длины линии осуществить практически не возможно. Поэтому если увеличивать сечение провода без расчета, то на длинной линии это приведет к неоправданным затратам.

А это значит, что очень важно произвести расчет, который позволит правильно рассчитать потери мощности в кабеле и выбрать оптимальное значение сечения жил.

Калькулятор расчета потерь напряжения

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):

Результаты расчета
Потери напряжения (В / %)
Сопротивление провода (ом)
Реактивная мощность (ВАр)
Напряжение на нагрузке (В)

При проектировании сетей электроснабжения и слаботочных систем часто необходим расчет потерь в кабеле. При решении вопросов проектирования, данный расчет важен для выбора кабеля с оптимальной площадью сечения жилы. Неправильный выбор кабеля может привести к тому, что система быстро выйдет из строя или просто не запустится. Именно поэтому при проектировании необходимо производить расчет потерь в кабеле.

РАСЧЁТ ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КАБЕЛЕ.

Расчёт потерь напряжения в кабеле можно осуществить по следующей формуле:

ΔU=I*RL

Где ΔU – потери напряжения в линии,

I – ток потребления (определяется главным образом характеристиками потребителя),

RL — сопротивление кабеля (зависит от длины кабеля и площади сечения кабеля).

Потери мощности в кабеле в кабеле зависит так же главным образом от сопротивления кабеля. Излишнее рассеивание энергии в кабеле может привести к существенным потерям электроэнергии. Излишки тепла идут на нагрев кабеля, поэтому при больших нагрузках неправильный расчет потерь электроэнергии в кабеле может привести к сильному нагреву кабеля и повреждению изоляции, что небезопасно для жизни людей. Так же при существенной длине линии это может привести к повышенному расходу электроэнергии, что при длительной эксплуатации может сказаться на расходах на электроэнергию. Неправильный расчёт потерь напряжения в кабеле может вызвать некорректную работу оборудования при передаче сигнала (например, периметральная система сигнализации). Кроме того, расчёт потерь напряжения в кабеле очень важен, если питание оборудования осуществляется от источника с низким напряжением питания (12-48 В постоянного или переменного тока). В этом случае, если длина провода и мощность нагрузки слишком велика, напряжение может упасть до уровня ниже номинальной потребляемой мощности устройства. Это приведет к тому, что устройство не будет работать.

ПУТИ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ В КАБЕЛЕ.

Потери в кабеле можно снизить путем увеличения площади сечения кабеля, уменьшением длины кабеля или уменьшением нагрузки. Очень часто длину кабеля или нагрузку уменьшить невозможно, поэтому приходится увеличивать площадь сечения жилы кабеля, чтобы уменьшить его сопротивление.

С другой стороны использование кабеля у которого площадь сечения слишком большая приводит к увеличению затрат, т.к. кажущаяся небольшая разница между ценами на два кабеля с разной площадью сечения становится ощутимой при многокилометровых кабельных системах. Следовательно, при проектировании необходимо обязательно выбирать кабель нужного сечения, а для этого необходимо производить расчет потерь мощности в кабеле.

Если производить эти расчеты вручную, на подбор кабеля уйдет немало времени. Сегодня можно легко и быстро произвести расчет потерь в кабеле онлайн. С помощью различных специализированных калькуляторов можно произвести расчёт потерь напряжения в кабеле, расчет потери мощности в кабеле и расчет потерь электроэнергии в кабеле исходя из длины кабеля, площади сечения кабеля, параметров нагрузки (потребляемые напряжение и ток), а так же материала из которого изготовлены его жилы. Калькулятор для расчета потерь в кабеле онлайн – безусловно, хороший помощник любого проектировщика

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)

Расчет падения напряжения в кабеле: калькулятор онлайн, формула расчета

Производя расчет потерь электроэнергии в кабеле, важно учитывать его длину, сечения жил, удельное индуктивное сопротивление, подключение проводов. Благодаря этой справочной информации вы сможете самостоятельно произвести расчет падения напряжения.

Виды и структура потерь

Даже самые эффективные системы электроснабжения имеют те или иные фактические потери электроэнергии. Под потерями понимается разница между данной пользователям электрической энергией и по факту пришедшей к ним. Это связано с несовершенством систем и с физическими свойствами материалов, из которых они изготовлены.

Самый распространенный вид потерь электроэнергии в электрических сетях связан с потерями напряжения от длины кабеля. Для нормирования финансовых трат и подсчета их действительной величины была разработана такая классификация:

1. Технический фактор. Он связан с особенностями физических процессов и может изменяться под влиянием нагрузок, условных постоянных затрат и климатических обстоятельств.
2. Затраты на использование дополнительного снабжения и обеспечение нужных условий для деятельности технического персонала.
3. Коммерческий фактор. В эту группу входят отклонения из-за несовершенства контрольно-измерительных приборов и прочие моменты, провоцирующие недоучет электрической энергии.

Основные причины появления потери напряжения

Основная причина потери мощности в кабеле — это потери в линиях электропередач. На расстоянии от электростанции до потребителей не только рассеивается мощность электроэнергии, но и падает напряжение (что при достижении значения меньше минимально допустимого может спровоцировать не только неэффективную работу приборов, но и полную их неработоспособность.

Также потери в электрических сетях могут быть вызваны реактивной составляющей участка электрической цепи, то есть наличием на этих участках любых индуктивных элементов (это могут быть катушки связи и контуров, трансформаторы, дроссели низкой и высокой частот, электродвигатели).

Способы уменьшения потерь в электрических сетях

Пользователь сети не может повлиять на потери в ЛЭП, но может снизить падение напряжения на участке цепи, грамотно подключив ее элементы.

Медный кабель лучше соединять с медным, а алюминиевый — с алюминиевым. Количество соединений проводов, где материал жилы изменяется, лучше свести к минимуму, так как в таких местах не только рассеивается энергия, но и увеличивается тепловыделение, что при недостаточном уровне теплозоляции может быть пожароопасным. Учитывая показатели удельной проводимости и удельного сопротивления меди и алюминия, более эффективно в плане энергозатрат использовать медь.

Если это возможно, при планировании электрической цепи любые индуктивные элементы, такие как катушки (L), трансформаторы и электродвигатели, лучше подключать параллельно, так как согласно законам физики, общая индуктивность такой схемы снижается, а при последовательном подключении, наоборот, увеличивается.

Еще для сглаживания реактивной составляющей используют конденсаторные установки (или RC-фильтры в совокупности с резисторами).

В зависимости от принципа подключения конденсаторов и потребителя имеется несколько типов компенсации: личная, групповая и общая.

1. При личной компенсации емкости присоединяют непосредственно к месту появления реактивной мощности, то есть собственный конденсатор — к асинхронному мотору, еще один — к газоразрядной лампе, еще один — к сварочному, еще один — для трансформатора и т.д. В этой точке приходящие кабели разгружаются от реактивных токов к отдельному пользователю.
2. Групповая компенсация включает в себя присоединение одного или нескольких конденсаторов к нескольким элементам с большими индуктивными характеристиками. В данной ситуации регулярная одновременная деятельность нескольких потребителей связана с передачей суммарной реактивной энергии между нагрузками и конденсаторами. Линия, которая подводит электрическую энергию к группе нагрузок, разгрузится.
3. Общая компенсация предусматривает вставку конденсаторов с регулятором в основном щите, или ГРЩ. Он производит оценку по факту текущего потребления реактивной мощности и быстро подсоединяет и отсоединяет нужное число конденсаторов. В результате берущаяся от сети общая мощность приводится к минимуму в согласии с моментальной величиной необходимой реактивной мощности.
4. Все установки компенсации реактивной мощности включают в себя пару ветвей конденсаторов, пару ступеней, которые образуются специально для электрической сети в зависимости от потенциальных нагрузок. Типичные габариты ступеней: 5; 10; 20; 30; 50; 7,5; 12,5; 25 квар.

Для приобретения больших ступеней (100 и больше квар) соединяют параллельно небольшие. Нагрузки на сети уменьшаются, токи включения и их помехи снижаются. В сетях с множеством высоких гармоник сетевого напряжения конденсаторы защищают дросселями.

Автоматические компенсаторы обеспечивают сети, снабженной ими, такие преимущества:

• уменьшают загрузку трансформаторов;
• делают более простыми требования к сечению кабелей;
• дают возможность загрузить электросети больше, чем можно без компенсации;
• ликвидируют причины уменьшения напряжения сети, даже когда нагрузка подсоединена протяженными кабелями;
• увеличивают КПД мобильных генераторов на топливе;
• упрощают запуск электрических двигателей;
• увеличивают косинус фи;
• ликвидируют реактивную мощность из контуров;
• защищают от перенапряжений;
• совершенствуют регулировку характеристик сетей.

Калькулятор расчета потерь напряжения в кабеле

Для любого кабеля расчет потерь напряжения можно произвести онлайн. Ниже приведен онлайн-калькулятор потерь в кабеле напряжения.

Калькулятор находится в разработке, в ближайшее время он станет доступным.

Расчет с применением формулы

Если вы желаете самостоятельно посчитать, каково падение напряжение в проводе, учитывая его длину и прочие факторы, влияющие на потери, можно использовать формулу расчета падения напряжения в кабеле:

ΔU, % = (Uн — U) * 100/ Uн,

где Uн — номинальное напряжение на входе в сеть;

U — напряжение на отдельном элементе сети (считают потери в процентах от номинала, имеющегося на входе напряжения).

Из этого можно вывести формулу расчета потерь электроэнергии:

ΔP, % = (Uн — U) * I * 100/ Uн,

где Uн — номинальное напряжение на входе в сеть;

I — фактический ток сети;

U — напряжение на отдельном элементе сети (считают потери в процентах от номинала, имеющегося на входе напряжения).

Таблица потерь напряжения по длине кабеля

Ниже приведены приблизительные падения напряжения по длине кабеля (таблица Кнорринга). Определяем необходимое сечение и смотрим значение в соответствующем столбце.

Жилы проводов при течении тока излучают тепло. Размер тока вместе с сопротивлением жил определяет степень потерь. Если иметь данные о сопротивлении кабеля и величине проходящего через них тока, получится узнать сумму потерь в контуре.

Таблицы не принимают во внимание индуктивное сопротивление, т.к. при использовании проводов оно чрезмерно мало и не может равняться активному.

Кто платит за потери электричества

Потери электроэнергии при передаче (если передавать ее на большие расстояния) могут быть существенными. Это влияет на финансовую сторону вопроса. Реактивную составляющую учитывают при определении общего тарифа использования номинального тока для населения.

Для однофазных линий она уже включена в стоимость, учитывая параметры сети. Для юридических лиц эта составляющая рассчитывается независимо от активных нагрузок и в предоставляемом счете указывается отдельно, по особому тарифу (дешевле, чем активная). Делается это ввиду наличия на предприятиях большого количество индукционных механизмов (например, электродвигателей).

Органы энергонадзора устанавливают допустимое падение напряжения, или норматив потерь в электрических сетях. За потери при передаче электроэнергии платит пользователь. Поэтому, с точки зрения потребителя, экономически выгодно подумать о том, чтобы снизить их, изменив характеристики электрической цепи.

Калькулятор падения напряжения

Это калькулятор для оценки падения напряжения в электрической цепи. Вкладка «Данные NEC» рассчитывается на основе данных сопротивления и реактивного сопротивления из Национального электрического кодекса (NEC). Вкладка «Расчетное сопротивление» рассчитывается на основе данных сопротивления, рассчитанных на основе сечения провода. Щелкните вкладку «Другое», чтобы использовать настроенные данные сопротивления или импеданса, например, данные других стандартов или производителей проводов.

Когда электрический ток проходит по проводу, он толкается электрическим потенциалом (напряжением), и ему необходимо преодолеть определенный уровень противоположного давления, создаваемого проводом.Падение напряжения — это величина потери электрического потенциала (напряжения), вызванная противоположным давлением провода. Если ток переменный, такое противоположное давление называется импедансом. Импеданс — это вектор или двумерная величина, состоящая из сопротивления и реактивного сопротивления (реакция созданного электрического поля на изменение тока). Если ток прямой, противоположное давление называется сопротивлением.

Чрезмерное падение напряжения в цепи может привести к мерцанию или тусклому горению ламп, плохому нагреву нагревателей, а также к перегреву двигателей и их перегреву.Рекомендуется, чтобы падение напряжения было менее 5% при полной нагрузке. Этого можно добиться, выбрав правильный провод, а также позаботившись об использовании удлинителей и аналогичных устройств.

Существует четыре основных причины падения напряжения:

Во-первых, это выбор материала для проволоки. Серебро, медь, золото и алюминий относятся к числу металлов с лучшей электропроводностью. Медь и алюминий являются наиболее распространенными материалами для изготовления проводов из-за их относительно низкой цены по сравнению с серебром и золотом.Медь — лучший проводник, чем алюминий, и будет иметь меньшее падение напряжения, чем алюминий, при данной длине и размере провода.

Размер провода — еще один важный фактор при определении падения напряжения. Провода большего диаметра (большего диаметра) будут иметь меньшее падение напряжения, чем провода меньшего диаметра той же длины. В американском калибре проволоки каждое уменьшение на 6 калибра удваивает диаметр провода, а каждое уменьшение на 3 калибра удваивает площадь поперечного сечения провода. В метрической шкале калибра калибр в 10 раз больше диаметра в миллиметрах, поэтому метрическая проволока 50 калибра будет иметь диаметр 5 мм.

Еще одним важным фактором падения напряжения является длина провода. Более короткие провода будут иметь меньшее падение напряжения, чем более длинные провода того же диаметра. Падение напряжения становится важным, когда длина провода или кабеля становится очень большой. Обычно это не проблема в цепях внутри дома, но может стать проблемой при прокладке провода к пристройке, скважинному насосу и т. Д.

Наконец, величина передаваемого тока может влиять на уровни падения напряжения; увеличение тока через провод приводит к увеличению падения напряжения.Пропускная способность по току часто упоминается как допустимая сила тока, то есть максимальное количество электронов, которое может быть вытолкнуто за один раз — это слово сокращенно от ампера.

Допустимая нагрузка на провод зависит от ряда факторов. Основной материал, из которого сделана проволока, конечно, является важным ограничивающим фактором. Если по проводу передается переменный ток, скорость чередования может повлиять на допустимую нагрузку. Температура, при которой используется провод, также может влиять на допустимую нагрузку.

Кабели

часто используются в связках, и когда они соединяются вместе, общее тепло, которое они выделяют, влияет на допустимую нагрузку и падение напряжения. По этой причине существуют строгие правила связывания кабелей.

При выборе кабеля руководствуется двумя основными принципами. Во-первых, кабель должен выдерживать текущую нагрузку без перегрева. Он должен быть в состоянии сделать это в самых экстремальных температурных условиях, с которыми он может столкнуться в течение своего срока службы.Во-вторых, он должен обеспечивать достаточно надежное заземление, чтобы (i) ограничить до безопасного уровня напряжение, которому подвергаются люди, и (ii) позволить току короткого замыкания сработать с предохранителем в короткие сроки.

Расчет падения напряжения

Закон Ома — очень простой закон для расчета падения напряжения:

В _{падение} = I · R

где:

I: ток через провод, измеренный в амперах

R: сопротивление проводов, измеренное в Ом

Сопротивление проводов часто измеряется и выражается как удельное сопротивление длины, обычно в единицах Ом на километр или Ом на 1000 футов. Также провод переключается. Таким образом, формула для однофазной цепи или цепи постоянного тока принимает следующий вид:

В _{падение} = 2 · I · R · L

Формула для трехфазной цепи принимает следующий вид:

В _{падение} = √3 · I · R · L

где:

I: ток через провод

R: удельное сопротивление проводов на длину

L: длина в одну сторону

Типовые сечения проводов AWG

American Wire Gauge (AWG) — это система калибров для проволоки, используемая преимущественно в Северной Америке для измерения диаметров круглых, сплошных, цветных и электропроводящих проводов.Ниже приводится список типичных проводов AWG и их размеров:

AWG	Диаметр		витков провода		Площадь		Сопротивление меди
	дюймов	мм	на дюйм	за см	тысяч кубометров	мм 2	Ом / км	Ом / 1000 футов
0000 (4/0)	0. 4600	11,684	2,17	0,856	212	107	0,1608	0,04901
000 (3/0)	0,4096	10,404	2,44	0,961	168	85,0	0,2028	0,06180
00 (2/0)	0.3648	9,266	2,74	1.08	133	67,4	0,2557	0,07793
0 (1/0)	0,3249	8,252	3,08	1,21	106	53,5	0,3224	0,09827
1	0,2893	7.348	3,46	1,36	83,7	42,4	0,4066	0,1239
2	0,2576	6.544	3,88	1,53	66,4	33,6	0,5127	0,1563
3	0,2294	5,827	4. 36	1,72	52,6	26,7	0,6465	0,1970
4	0,2043	5,189	4,89	1,93	41,7	21,2	0,8152	0,2485
5	0,1819	4,621	5,50	2.16	33,1	16,8	1.028	0,3133
6	0,1620	4,115	6,17	2,43	26,3	13,3	1,296	0,3951
7	0,1443	3,665	6,93	2,73	20.8	10,5	1,634	0,4982
8	0,1285	3,264	7,78	3,06	16,5	8,37	2,061	0,6282
9	0,1144	2,906	8,74	3,44	13,1	6. 63	2,599	0,7921
10	0,1019	2,588	9,81	3,86	10,4	5,26	3,277	0,9989
11	0,0907	2.305	11,0	4,34	8,23	4,17	4.132	1,260
12	0,0808	2,053	12,4	4,87	6.53	3,31	5,211	1,588
13	0,0720	1,828	13,9	5,47	5,18	2,62	6.571	2.003
14	0,0641	1,628	15,6	6,14	4,11	2,08	8,286	2,525
15	0,0571	1,450	17,5	6,90	3,26	1,65	10,45	3,184
16	0. 0508	1,291	19,7	7,75	2,58	1,31	13,17	4,016
17	0,0453	1,150	22,1	8,70	2,05	1.04	16,61	5,064
18	0,0403	1.024	24,8	9,77	1,62	0,823	20,95	6.385
19	0,0359	0,912	27,9	11,0	1,29	0,653	26,42	8,051
20	0,0320	0,812	31.3	12,3	1.02	0,518	33,31	10,15
21	0,0285	0,723	35,1	13,8	0,810	0,410	42,00	12,80
22	0,0253	0,644	39,5	15. 5	0,642	0,326	52,96	16,14
23	0,0226	0,573	44,3	17,4	0,509	0,258	66,79	20,36
24	0,0201	0,511	49,7	19,6	0.404	0,205	84,22	25,67
25	0,0179	0,455	55,9	22,0	0,320	0,162	106,2	32,37
26	0,0159	0,405	62,7	24,7	0,254	0.129	133,9	40,81
27	0,0142	0,361	70,4	27,7	0,202	0,102	168,9	51,47
28	0,0126	0,321	79,1	31,1	0,160	0,0810	212. 9	64,90
29	0,0113	0,286	88,8	35,0	0,127	0,0642	268,5	81,84
30	0,0100	0,255	99,7	39,3	0,101	0,0509	338,6	103.2
31	0,00893	0,227	112	44,1	0,0797	0,0404	426,9	130,1
32	0,00795	0,202	126	49,5	0,0632	0,0320	538,3	164,1
33	0.00708	0,180	141	55,6	0,0501	0,0254	678,8	206,9
34	0,00630	0,160	159	62,4	0,0398	0,0201	856,0	260,9
35	0,00561	0. 143	178	70,1	0,0315	0,0160	1079	329,0
36	0,00500	0,127	200	78,7	0,0250	0,0127	1361	414,8
37	0,00445	0,113	225	88.4	0,0198	0,0100	1716	523,1
38	0,00397	0,101	252	99,3	0,0157	0,00797	2164	659,6
39	0,00353	0,0897	283	111	0.0125	0,00632	2729	831,8
40	0,00314	0,0799	318	125	0,00989	0,00501	3441	1049

Калькулятор падения напряжения

Калькулятор падения напряжения на проводе / кабеле и способ его расчета.

Калькулятор падения напряжения

* при 68 ° F или 20 ° C

** Результаты могут отличаться для реальных проволок: различное удельное сопротивление материала и количество жил в проволоке.

*** Для провода длиной 2×10 футов длина провода должна составлять 10 футов.

Калькулятор калибра провода ►

Расчет падения напряжения

DC / однофазный расчет

Падение напряжения V в вольтах (В) равно току провода I в амперах (А), умноженному на 2 умноженной на длину одностороннего провода L в футах (футах), умноженного на сопротивление провода на 1000 футов R в омах (Ом / kft), деленное на 1000:

В _{падение (В)} = I _{провод (A)} × R _{провод (Ом)}

= I _{провод (A)} × (2 × L _(фут) × R _{провод (Ω / kft)} /1000 _{(ft / kft)} )

Падение напряжения V в вольтах (В) равно току провода I в амперах (А), умноженному на 2. длина одностороннего провода L в метрах (м), умноженная на сопротивление провода на 1000 метров R в омах (Ом / км), деленное на 1000:

В _{падение (В)} = I _{провод (A)} × R _{провод (Ом)}

= I _{провод (A)} × (2 × L _(м) × R _{провод (Ом / км)} /1000 _{(м / км)} )

3-фазный расчет

Падение линейного напряжения V в вольтах (В) равно квадратному корню из трехкратного значения тока провода I в амперах (А), умноженного на односторонняя длина провода L в футах (футах), умноженная на сопротивление провода на 1000 футов R в омах (Ω / kft), деленное на 1000:

В _{падение (В)} = √3 × I _{провод (A)} × R _{провод (Ом)}

= 1.732 × I _{провод (A)} × ( L _(фут) × R _{провод (Ом / кВт)} /1000 _{(фут / кВт)} )

Падение линейного напряжения V в вольтах (В) равно квадратному корню из трехкратного значения тока провода I в амперах (А), умноженного на односторонняя длина провода L в метрах (м), умноженная на сопротивление провода на 1000 метры R в омах (Ом / км) разделить на 1000:

В _{падение (В)} = √3 × I _{провод (A)} × R _{провод (Ом)}

= 1. 732 × I _{провод (A)} × ( L _(м) × R _{провод (Ом / км)} /1000 _{(м / км)} )

Расчет диаметра проволоки

Диаметр проволоки n-го калибра d _n в дюймах (дюймах) равен 0,005 дюйма, умноженному на 92 в степени 36 минус калибр n, деленное на 39:

d _{n (дюйм)} = 0,005 дюйма × 92 ^{(36- n ) / 39}

Диаметр проволоки n-го калибра d _n в миллиметрах (мм) равен 0.127 мм умножить на 92 в степени 36 минус число n, разделенное на 39:

d _{n (мм)} = 0,127 мм × 92 ^{(36- n ) / 39}

Расчет площади поперечного сечения провода

Площадь поперечного сечения провода калибра n A _n в килокруглых милах (kcmil) равна 1000 диаметрам квадратного провода d в ​​дюймах (дюймах):

A _{n (kcmil)} = 1000 × d _n ² = 0. 025 дюйм ² × 92 ^{(36- n ) / 19,5}

Площадь поперечного сечения провода калибра n A _n в квадратных дюймах (в дюймах ² ) равно пи, деленному на 4 диаметра квадратной проволоки d в дюймах (дюймах):

A _{n (дюйм} 2 ₎ = (π / 4) × d _n ² = 0,000019635 дюйм ² × 92 ^{(36- n ) / 19,5}

Площадь поперечного сечения провода n-го калибра A _n в квадратных миллиметрах (мм ² ) равно pi, деленному на 4, умноженное на диаметр квадратной проволоки d в миллиметрах (мм):

A _{n (мм} 2 ₎ = (π / 4) × d _n ² = 0.012668 мм ² × 92 ^{(36- n ) /19,5}

Расчет сопротивления проводов

Сопротивление провода калибра n R в Ом на килофит (Ом / кфут) равно 0,3048 × 1000000000 удельному сопротивлению провода ρ дюйм Ом-метр (Ом · м), разделенное на 25,4 ² , умноженное на площадь поперечного сечения A _n в квадратных дюймах (в ² ):

R _{n (Ом / кфут)} = 0,3048 × 10 ⁹ × ρ _{(Ом · м)} / (25. 4 ² × A _{n (в} 2 ₎ )

Сопротивление провода калибра n R в омах на километр (Ом / км) равно 1000000000 удельному сопротивлению провода ρ дюйм ом-метры (Ом · м), разделенные на площадь поперечного сечения A _n в квадратных миллиметрах (мм ² ):

R _{n (Ом / км)} = 10 ⁹ × ρ _{(Ом · м)} / A _{n (мм} 2 ₎

Диаграмма AWG

AWG #	Диаметр (дюйм)	Диаметр (мм)	Площадь (тыс. Км)	Площадь (мм 2 )
0000 (4/0)	0.4600	11,6840	211.6000	107.2193
000 (3/0)	0,4096	10,4049	167.8064	85.0288
00 (2/0)	0,3648	9,2658	133. 0765	67,4309
0 (1/0)	0,3249	8,2515	105,5345	53,4751
1	0,2893	7.3481	83,6927	42,4077
2	0,2576	6.5437	66,3713	33,6308
3	0,2294	5,8273	52,6348	26.6705
4	0,2043	5,1894	41,7413	21.1506
5	0,1819	4,6213	33.1024	16.7732
6	0,1620	4,1154	26,2514	13,3018
7	0,1443	3,6649	20,8183	10,5488
8	0,1285	3,2636	16,5097	8,3656
9	0,1144	2,9064	13,0927	6,6342
10	0. 1019	2,5882	10,3830	5,2612
11	0,0907	2.3048	8,2341	4,1723
12	0,0808	2,0525	6.5299	3.3088
13	0,0720	1,8278	5,1785	2,6240
14	0,0641	1,6277	4.1067	2,0809
15	0,0571	1.4495	3,2568	1,6502
16	0,0508	1,2908	2,5827	1,3087
17	0,0453	1,1495	2,0482	1.0378
18	0,0403	1.0237	1,6243	0,8230
19	0.0359	0,9116	1,2881	0,6527
20	0,0320	0,8118	1. 0215	0,5176
21	0,0285	0,7229	0,8101	0,4105
22	0,0253	0,6438	0,6424	0,3255
23	0,0226	0,5733	0.5095	0,2582
24	0,0201	0,5106	0,4040	0,2047
25	0,0179	0,4547	0,3204	0,1624
26	0,0159	0,4049	0,2541	0,128
27	0,0142	0,3606	0.2015	0,1021
28	0.0126	0,3211	0,1598	0,0810
29	0,0113	0,2859	0,1267	0,0642
30	0,0100	0,2546	0,1005	0,0509
31	0,0089	0,2268	0,0797	0,0404
32	0,0080	0,2019	0. 0632	0,0320
33	0,0071	0,1798	0,0501	0,0254
34	0,0063	0,1601	0,0398	0,0201
35	0,0056	0,1426	0,0315	0,0160
36	0,0050	0,1270	0,0250	0,0127
37	0.0045	0,1131	0,0198	0,0100
38	0,0040	0,1007	0,0157	0,0080
39	0,0035	0,0897	0,0125	0,0063
40	0,0031	0,0799	0,0099	0,0050

---

См. Также

Калькулятор падения напряжения постоянного и переменного тока

NEC | jCalc.NET

Калькулятор падения напряжения реализует Кодекс США NEC. Он включает формулы падения напряжения и примеры того, как рассчитать падение напряжения.

См. Также

Параметры калькулятора падения напряжения

• Номинальное напряжение (В): Укажите напряжение в вольтах (В). И выберите расположение фаз: 1 фаза переменного тока , 3 фазы переменного тока или постоянного тока .
• Нагрузка (кВт, кВА, А, л.с.): Укажите нагрузку в А, л.с., кВт или кВА.Укажите cosΦ (коэффициент мощности), если электрическая нагрузка указана в кВт или л.с.
• Размер кабеля (AWG): Выберите стандартный размер электрического провода в AWG (американский калибр проводов), как определено в NPFA 70 NEC (Национальный электрический кодекс) в США.
• Расстояние (м, футы): Укажите предполагаемую длину кабеля в метрах или футах.

Что такое падение напряжения?

Падение напряжения — это потеря напряжения в проводе из-за электрического сопротивления и реактивного сопротивления провода. Проблема с падением напряжения:

• Это может привести к неисправности оборудования.
• Снижает потенциальную энергию.
• Это приводит к потере энергии.

Например, если вы питаете нагреватель 10 Ом от источника питания 120 В. А сопротивление провода 1 Ом. Тогда ток будет I = 120 В / (10 Ом + 2 × 1 Ом) = 10 А.

Падение напряжения составит В _{Падение} = 10 А × 2 × 2 Ом = 20 В. Следовательно, для вашего устройства будет доступно только 100 В.

А P = 20 В × 10 А = 200 Вт будет потрачено на тепло в проводе.

Как рассчитать падение напряжения?

Формулы падения напряжения для переменного и постоянного тока показаны в таблице ниже.

1-фазный переменный ток	\ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {IL 2 Z_c} {1000} \)
3-фазный переменный ток	\ (\ Delta V_ { 3 \ phi-ac} = \ dfrac {IL \ sqrt {3} Z_c} {1000} \)
DC	\ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {IL 2 R_c} {1000} \ )

Где,

• I — ток нагрузки в амперах (А). 2} \)
  Где,
  • R _c — сопротивление провода в Ом / км или Ом / 1000 футов.
  • X _c — реактивное сопротивление провода в Ом / км или Ом / 1000 футов.

  Приведенная выше формула для Z _c является худшим случаем. Это когда коэффициент мощности кабеля и нагрузки совпадает.

  Вместо полного сопротивления худшего случая можно вычислить комбинированный коэффициент мощности кабеля и нагрузки. Однако разница незначительна.И это слишком усложняет расчет.

  Например, рассчитанный импеданс худшего случая для проводника номер 10 составляет 1,2 Ом / 1000 футов. А полное сопротивление для нагрузки с коэффициентом мощности 0,85 составляет 1,1 Ом / 1000 футов.

  Калькулятор падения напряжения использует значения сопротивления R _c и реактивного сопротивления X _c из таблицы 9 в главе 9 NEC для расчетов как переменного, так и постоянного тока.

  Теоретически для расчета падения напряжения постоянного тока следует использовать значения из таблицы 8.Однако разница незначительна.

  Вот два примера:

  Пример 1: Сопротивление переменному току в таблице 9 для провода номер 10 составляет 1,2 Ом / 1000 футов. Сопротивление постоянному току в таблице 8 составляет 1,24 Ом / 1000 футов. Разница в сопротивлении составляет всего 3%. Фактическое падение напряжения составит 3,09% вместо 3%. То есть чуть хуже.

  Пример 2: Сопротивление переменному току в таблице 9 для провода номер 12 составляет 2,0 Ом / 1000 футов. Таблица 8 сопротивления постоянному току составляет 1,98 Ом / 1000 футов.Разница в сопротивлении составляет всего 1%. Фактическое падение напряжения составит 2,97% вместо 3%. То есть чуть лучше.

  Что такое допустимое падение напряжения?

  NFPA NEC 70 2020 в США рекомендует следующее допустимое падение напряжения, указанное мелким шрифтом в статьях 210.19 (A) и 215. 2 (A).

  Только параллельная цепь	3%
  Объединенная параллельная цепь и фидер	5%

  Проще говоря, максимально допустимое падение напряжения в розетке составляет 5% .

  Примеры расчета падения напряжения

  Пример 1: Пример расчета падения напряжения для жилого помещения 120 В переменного тока, однофазная нагрузка

  Рассчитайте падение напряжения для следующей нагрузки:

  Напряжение	120 В переменного тока, 1-фазный
  Нагрузка	15 A
  Расстояние	100 футов
  Размер проводника	10 AWG

  Значения сопротивления и реактивного сопротивления от NEC для проводника 10 AWG:

  • R _c = 3.2} \)

    \ (Z_c = 1,2 \, \ Omega / 1000 футов \)

    Падение напряжения рассчитывается как:

    \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {I L 2 Z_c} {1000} \)

    \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {15 \ cdot 100 \ cdot 2 \ cdot 1. 2} {1000} \)

    \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = 3.6 \, V \)

    Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

    \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {3.6} {120} \ cdot 100 \)

    \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = 3 \, \% \)

    Пример 2: Пример расчета падения напряжения для промышленного трехфазного двигателя 480 В переменного тока

    Рассчитайте падение напряжения для следующей нагрузки:

    Напряжение	380 В переменного тока, 3 фазы
    Нагрузка	Двигатель мощностью 25 л.с., pf 0.86. Ток полной нагрузки: 26 A КПД игнорируется
    Расстояние	300 футов
    Размер проводника	8 AWG

    Значения сопротивления и реактивного сопротивления для проводника 8 AWG, полученные от NEC, составляют:

    • R _c = 2,56 Ом / км или 0,78 Ом / 1000 футов
    • X _c = 0,171 Ом / км или 0,052 Ом / 1000 футов

    Импеданс рассчитывается как:

    \ (Z_c = \ sqrt {0. 2} \)

    \ (Z_c = 0,78 \, \ Omega / 1000 футов \)

    Падение напряжения рассчитывается как:

    \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {I L \ sqrt {3} Z_c} {1000} \)

    \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {26 \ cdot 300 \ cdot \ sqrt {3} \ cdot 0.78} {1000} \)

    \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = 10,6 В \, В \)

    Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

    \ (\% V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {10.6} {480} \ cdot 100 \)

    \ (\% V_ {3 \ phi-ac} = 2.2 \, \% \)

    Пример 3: Пример расчета падения напряжения для нагрузки 12 В постоянного тока

    Рассчитайте падение напряжения для следующей нагрузки:

    Напряжение	12 В постоянного тока
    Нагрузка	1 A
    Расстояние	80 футов
    Размер проводника	12 AWG

    Значения сопротивления от NEC для 12 AWG проводник:

    • R _c = 6. 6 Ом / км или 2,0 Ом / 1000 футов

    Обратите внимание, что реактивное сопротивление не применяется в цепях постоянного тока.

    Значения сопротивления из таблицы 9 (переменный ток) в NEC используются вместо значений сопротивления из таблицы 8 (постоянный ток). Разница незначительна.

    Падение напряжения рассчитывается как:

    \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {I L 2 R_c} {1000} \)

    \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {1 \ cdot 80 \ cdot 2 \ cdot 2.0} {1000} \)

    \ (\ Delta V_ {dc} = 0,32 \, V \)

    Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

    \ (\% V_ {dc} = \ dfrac {0.32} {12} \ cdot 100 \)

    \ (\% V_ {dc} = 2.7 \, \% \)

    Расчет падения напряжения

    Общеизвестно, что потребители электроэнергии должны платить за общее количество киловатт-часов, поставленных электроэнергетической компанией, измеренное соответствующим счетчиком мощности. Однако, поскольку ни один электрический проводник не является идеальным и даже самая качественная проводка имеет сопротивление, часть этого электричества теряется между измерителем мощности и точкой использования.

    Что такое падение напряжения?

    Одним из основных принципов электротехники является закон Ома, который гласит, что падение напряжения на проводнике или нагрузке эквивалентно произведению тока и сопротивления (V = I x R).Электрический ток определяется нагрузкой в ​​цепи, а сопротивление определяется физическими свойствами проводника.

    ---

    Получите профессиональный электротехнический проект для своего здания и избежите проблем с напряжением.

    ---

    Понятие падения напряжения используется для описания разницы между напряжением, подаваемым на источник, и напряжением, измеренным на нагрузке. Факторы, определяющие падение напряжения, приведены в следующей таблице:

    КОЭФФИЦИЕНТЫ ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ	ОПИСАНИЕ
    А.Материал проводника	Некоторые материалы являются лучшими электрическими проводниками, чем другие. Например, медь более проводящая, чем алюминий.
    B. Диаметр жилы	Более широкий проводник имеет лучшую проводимость, потому что больше материала для переноса электрического тока.
    C. Длина проводника	Более длинные проводники имеют более высокое сопротивление, потому что ток должен проходить большее расстояние между источником и нагрузкой.
    D. Температура проводника	Температура влияет на проводимость материалов. В зависимости от материала и фактической температуры проводимость может увеличиваться или уменьшаться при дальнейшем повышении температуры.
    E. Ток, переносимый проводником	Ток прямо пропорционален падению напряжения. Если ток удваивается, а сопротивление остается неизменным, падение напряжения также удваивается.
    F. Соединения в цепи	Соединение представляет собой разрыв материала проводника, и с этим связано контактное сопротивление. Неудовлетворительные соединения связаны с повышенным падением напряжения.

    Как можно контролировать падение напряжения?

    Поскольку идеального проводника не существует и все материалы обладают электрическим сопротивлением, полностью устранить падение напряжения невозможно.Однако есть много способов минимизировать его:

    1. Повышение эффективности системы
       При неизменной нагрузке повышение эффективности электрического оборудования снижает потребление энергии. Поскольку напряжение питания постоянно, повышенная эффективность приводит к меньшему току и снижению падения напряжения.
    2. Поиск и устранение неисправностей
       Некоторые электрические проблемы вызывают ненужное увеличение тока или сопротивления, что приводит к более высокому падению напряжения. Как только эти проблемы будут решены, падение напряжения вернется в норму.
    3. Корректировка сечения проводов
       Если проводники в цепи были выбраны неправильно, на них может наблюдаться значительное падение напряжения. При выборе проводов важно учитывать такие факторы, как ток полной нагрузки, температура окружающей среды и количество проводников в кабелепроводе.
    4. Централизованное электрическое распределение
       Если главный электрический вал и распределительные щиты расположены близко к центру здания, проводка должна проходить меньшие расстояния, чтобы охватить различные нагрузки.Такая компоновка сводит к минимуму падение напряжения. С другой стороны, когда электрический вал и панели расположены на одном конце здания, цепи должны пересекать всю конструкцию, чтобы достичь нагрузок на противоположной стороне.
    5. Сбалансированное распределение нагрузки
       В больших коммерческих зданиях обычно используются трехфазные цепи с тремя токоведущими проводниками, как следует из их названия. Если одна фаза слишком нагружена, она также будет испытывать больший ток и большее падение напряжения по сравнению с другими фазами.

    Это особые меры, которые могут быть применены для уменьшения падения напряжения. В общем, любая мера, которая обеспечивает любой из следующих эффектов, является жизнеспособной, если это разрешено Электрическим кодексом Нью-Йорка:

    • Уменьшение тока нагрузки
    • Увеличение диаметра жилы
    • Увеличение количества параллельных проводов
    • Уменьшение длины проводника
    • Понижение температуры проводника

    Допустимое падение напряжения в соответствии с NEC, издание 2011 г.

    Национальный электротехнический кодекс NFPA (NEC), который является основой Электротехнического кодекса Нью-Йорка, устанавливает два условия для допустимого падения напряжения в электрических установках:

    • Максимально допустимое напряжение в ответвленной цепи составляет 3 процента, измеренное между соответствующей электрической панелью и самой дальней розеткой, обеспечивающей питание, обогрев, освещение или любую комбинацию таких нагрузок.
    • Максимальное суммарное падение напряжения на главных фидерах и ответвленных цепях составляет 5 процентов, измеренное от служебного подключения до самой дальней розетки.

    Считается, что эти уровни падения напряжения обеспечивают разумную эффективность работы. Важно отметить, что при увеличении размеров проводников цепи для компенсации падения напряжения необходимо соответственно увеличить провод заземления оборудования.

    Как рассчитать падение напряжения

    Важно отметить, что формула падения напряжения меняется в зависимости от количества фаз в цепи (однофазные или трехфазные).В следующих уравнениях используются следующие переменные:

    • Z = полное сопротивление проводника (Ом на 1000 футов или Ом / км)
    • I = ток нагрузки (амперы)
    • L = Длина (фут)

    ВИД УСТАНОВКИ	ФОРМУЛА ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ
    Однофазная система Трехфазная система	В Падение = 2 x Z x I x L / 1000 Падение В = 1,73 x Z x I X L / 1000

    Формулы делятся на 1000, поскольку стандартные значения импеданса предоставляются для каждых 1000 футов. Таким образом, они преобразуются в Ом на фут. В главе 9 NEC приведены свойства проводников, рассчитанные на номинальную температуру 75 ° C.

    Чтобы продемонстрировать процедуру, предположим, что однофазная цепь на 120 В пропускает ток 22 А, где полное сопротивление проводника составляет 1,29 Ом на 1000 футов, а длина цепи составляет 50 футов. Падение напряжения будет:

    • Падение напряжения = (2 x 1,29 Ом / kft x 22A x 50 футов) / 1000 = 2,84 В
    • Падение напряжения в процентах = 2,84 В / 120 В = 0.0237 = 2,37%

    Если на фазу больше одного проводника, то приведенное выше вычисление необходимо разделить на количество проводов на фазу, поскольку сопротивление уменьшается. Например, если в приведенном выше примере на каждую фазу приходится два проводника, сопротивление уменьшается вдвое, и падение напряжения будет 1,42 В (1,18%).

    Как выбрать размер провода?

    Процедура, описанная выше, может быть изменена для выбора сечения проводника в зависимости от допустимого падения напряжения. Предположим, что цепь соответствует следующим условиям:

    • Рабочее напряжение = 120 В
    • Конфигурация: однофазный
    • Ток = 25 А
    • Длина = 100 футов

    Формула падения напряжения может быть изменена следующим образом для расчета необходимого импеданса.

    • Падение напряжения = 2 x Z x I x L / 1000
    • Z = (1000 x падение напряжения) / (2 x I x L)

    Подставляя указанные выше значения в формулу, получаем следующий результат:

    • Допустимое падение напряжения = 120 В x 3% = 3,6 В
    • Z = (1000 x 3,6 В) / (2 x 25 A x 100 футов) = 0,72 Ом / тыс. Футов

    Согласно NEC в главе 9, таблица 8, требуемый размер проводника для удержания падения напряжения ниже 3% — AWG # 6 (0,510 Ом / kft). Следующий размер — AWG # 8, но его сопротивление слишком велико (0.809 Ом / kft), а падение напряжения превысит 3%.

    Установка нескольких проводников в кабелепровод, кабель или кабельную коробку

    Таблицы NEC с 310. 16 по 310.19 предоставляют допустимые значения силы тока максимум для трех проводов в кабелепроводе, кабеле или кабелепроводе. Когда количество проводников равно четырем или более, допустимая допустимая нагрузка снижается, как показано в следующей таблице:

    КОЛИЧЕСТВО ТОКОПРОВОДНИКОВ	ЗНАЧЕНИЕ ПРОЦЕНТНОЙ МОЩНОСТИ
    4-6 7-9 10-20 21-30 31-40 41 или более	80% 70% 50% 45% 40% 35%

    Проводники должны иметь достаточную допустимую силу тока для нагрузки в соответствии с таблицами 310.От 16 до 310,19, при этом падение напряжения ниже максимально допустимого значения 3%. Также обратите внимание, что номинальная допустимая нагрузка снижается, когда несколько проводов проложены вместе. Чтобы электрическая установка соответствовала нормам, необходимо проверить все три фактора.

    Сводка

    NEC рекомендует максимальное падение напряжения 5% на фидерах и ответвленных цепях и 3% только на ответвленных цепях. Считается, что такой уровень падения напряжения обеспечивает правильные условия для оптимальной работы оборудования.Обратите внимание, что максимально допустимый уровень падения напряжения — это не мера безопасности, а показатель производительности.

    Калькулятор падения напряжения — для одно- и трехфазных систем переменного и постоянного тока

    Спасибо для посещения NoOutage.com, чтобы воспользоваться нашим бесплатным калькулятором падения напряжения. Пока вы здесь, пожалуйста, ознакомьтесь с нашими специальными предложениями по всем видам резервного питания сопутствующие товары, такие как … * ручные переключатели * автоматические резервные генераторы * автоматические переключатели * измерения и приборы * ИБП Устали платить за растущие тарифы на электроэнергию? Мы также продаем продукты альтернативной энергетики, в том числе. .. * микрогидроэлектрические системы * ветроэнергетические системы * солнечные Готовы ли ВЫ к следующему отключение электричества?

    Используйте этот калькулятор для оценки падения напряжения на кабеле для подбора проводов. В расчетах принимаются медные или алюминиевые проводники без покрытия. работает при выбранной температуре и основывается на переменном / постоянном токе сопротивление или импеданс из NEC 2011 Глава 9, таблицы 8 и 9 для многожильных проводов. работает от сети постоянного или переменного тока 60 Гц.Вместо того, чтобы использовать коэффициент k или «Эффективное Z» в Таблице 9 этот метод основан на фактическом сопротивлении переменному току. и значения реактивного сопротивления из таблицы. Входной ток нагрузки фиксирован, как и напряжение базовой системы. Падение напряжения в кабеле рассчитывается по закону Ома. где V drop = I load x R кабель . Процент падения составляет V drop / V система x 100.Для систем переменного тока импеданс используется вместо кабеля постоянного тока R . Эта методология аналогична примерам, приведенным после таблицы 9 NEC. допустимая нагрузка на каждый проводник, показанная для справки в раскрывающемся меню ниже, основана на NEC. 2011 г. Таблица 310.15 (B) (16) для изолированных проводов 60C с номинальным напряжением от 0 до 2000 В, но не более чем три токоведущих проводника в кабельном канале, кабеле или земле с температура окружающей среды 30 ° C (86F). Обратите внимание, что фактическая допустимая нагрузка и падение напряжения для вашего приложение может отличаться от этих результатов, но в большинстве случаев будет очень близко к показанные здесь. Единицы измерения в данном документе — американский калибр проводов (AWG) и Английский (футы). Обратите внимание, чтобы запустить этот калькулятор, должны быть включены сценарии JavaScripts. в вашем браузере. Нажмите здесь, чтобы альтернативный калькулятор, который также включает трансформатор и нагрузку двигателя.

    ПРИМЕЧАНИЯ: Примеры параллельных прогонов: Однофазная система 120/240 В с одиночными черно-красно-белыми проводниками (установлен в одном кабелепроводе) выберите «одиночный комплект проводников», 120 / 208В, 3-фазная система с 2 проводов на фазу и нейтраль (установлены в 2 параллельных кабелепровода) выберите «2 проводника на фазу в параллельный », система постоянного тока с 3 положительными и 3 отрицательными проводниками выбор «3 параллельных проводника на фазу». Падение напряжения для систем переменного тока не должно превышать более 5% при полной нагрузке. Это рекомендуется NEC 210.19 (A) (1) Информационная записка № 4, которая устанавливает ограничение в 3% для филиала. схем и NEC 215.2 (A) (4) Информационная записка № 2, в которой говорится, что 3% лимит для кормушек. Оба они устанавливают ограничение в 5% для обоих. Падение может быть значительно больше во время скачков напряжения или пуска двигателя — иногда от 15% до 25% диапазона, если другие устройства в системе могут выдержать этот кратковременный окунать.Падение напряжения в системах постоянного тока должно быть минимальным. или менее 2%. Для большинства систем 120/240 В с использованием кабелей адекватная амплитуда тока, падение напряжения не вызывает беспокойства, если длина кабеля не является подходящей. более ста футов. Общее практическое правило — проверять падение напряжения. когда длина односторонней цепи в футах превышает напряжение системы номер. Следовательно, используя это правило, можно проверить падение напряжения 240 В. система, если длина цепи превышает 240 футов. Для уточнения расчета рабочую температуру проводника можно оценить следующим образом: Если рабочий ток равен допустимой нагрузке, указанной в таблицах NEC 310.15, тогда температура может соответствовать рейтингу столбца таблицы. Если операционная ток меньше указанной допустимой нагрузки, тогда температура будет меньше. Поскольку нагрев проводника равен потерям I 2 x R, а нагрев пропорционален повышению температуры проводника, тогда рабочая температура будет примерно (I рабочая / I допустимая нагрузка ) 2 x (рейтинг T — 30C) + 30C.Например, нагрузка 50 А с использованием Для медного проводника с номиналом 75C требуется # 8 AWG согласно таблице 310.15 (B) (16). Если размер провода увеличен до # 6 AWG из-за падения напряжения, затем рабочая температура проводника будет (50A / 65A) 2 x (75C — 30C) + 30C = 57C. Это приводит к небольшому снижению напряжения. drop и может быть полезен для маржинальных расчетов. Все ссылки на NEC см. Национальную ассоциацию противопожарной защиты, NFPA 70 , Национальный электротехнический кодекс .или Национальный электротехнический кодекс Справочник. Подробнее о напряжении падение на основе стандартов IEC доступно в Schneider Руководство по установке электрооборудования.

    ОБНОВЛЕНИЕ: 11/4/2009 3-фазный% расчет был скорректирован в 1,732 раза. ОБНОВЛЕНИЕ: 25.09.2013 добавлено # 16 AWG; значения переменного тока экстраполированы ОБНОВЛЕНИЕ: 27.04.2018 добавлено 850В, 1000В и 1500В для солнечных систем постоянного тока ОБНОВЛЕНИЕ: 16.10.2018 добавлено 70В, 80В, 90В для систем постоянного тока ОБНОВЛЕНИЕ: 25.02.2019 обновлено и добавлены ссылки NEC, расширены описание методологии, добавлено ПРИМЕЧАНИЕ 4 и ПРИМЕЧАНИЕ 5. ОБНОВЛЕНИЕ : 4/3/2019 добавлено больше вариантов напряжения между 120 и 208 для солнечных систем постоянного тока

    Расчет падения напряжения

    на основе национального электрического кодекса

    Расчет падения напряжения очень важен в любом электрическом проекте, особенно когда мы имеем дело с чувствительными нагрузками. Неспособность правильно рассчитать падение напряжения приведет к пониженному напряжению на принимающей стороне системы. А пониженное напряжение может привести к неэффективной работе нашего оборудования.

    Национальный электротехнический кодекс (NEC) обеспечивает основной метод расчета падения напряжения в системе. Этот код предоставляет данные о стандартных свойствах проводника, которые можно использовать при расчете падения напряжения.

    Формула падения напряжения:
    
    
    

    • Vd = (2 x Z x I x L) / 1000 —> для однофазной системы
    • Vd = (1,73 x Z x I x L) / 1000 —> для трехфазной системы
    
    где:

    Vd = падение напряжения
    Z = полное сопротивление проводника на 1000 футов.(см. NEC, глава 9, таблица 8 или 9)
    I = ток нагрузки в амперах
    L = длина в футах
    1000 = постоянная для компенсации значения импеданса «на 1000 футов».

    В главе 9 Национального электротехнического кодекса приведены характеристики проводников для условий установки при 75 ° C. Поэтому для установок, превышающих указанное выше значение, мы должны рассмотреть специальную процедуру расчета, которая будет обсуждаться в другой статье.

    Таблица 8 относится к системе постоянного тока, а таблица 9 относится к системе переменного тока.Но есть важные соображения при использовании таблиц NEC 8 и 9, а именно:
    

    • Используйте таблицу 8 для проводов сечением до # 4/0, так как в этих размерах R приблизительно равно Z
    .
    • Используйте таблицу 9 для проводов сечением выше # 4/0

    NEC Глава 9 Таблица 9

    
    Пример:
    
    Двигатель мощностью 10 л.с. должен быть установлен в трехфазной сети переменного тока 220 В. Если двигатель расположен на расстоянии 300 футов от источника, рассчитайте его падение напряжения?

    Решение:

    Есть три подхода к получению тока, потребляемого любым двигателем.
    

    • Номинальная табличка
    • NEC присвоило значение
    • Обычный расчет
    Стандартное правило для получения номинального тока двигателя — знать его номинальный ток на паспортной табличке. Однако, если мы все еще находимся на стадии проектирования и не имеем представления о точных характеристиках двигателя, мы перейдем к NEC, поскольку NEC обеспечивает наиболее безопасное и оптимальное значение FLA двигателя. И если у нас нет доступа к обоим предыдущим методам, мы выполним обычный расчет, как описано в другой моей статье «Как составить график нагрузок».

    Для обсуждения мы возьмем третий метод, приняв коэффициент мощности и КПД двигателя равными 80%.

    I = (20 л.с. x 745 Вт) / (1,73 x 220 x 0,80 x 0,80)
    I = 61,25 А —> ампер полной нагрузки (FLA)

    NEC предусматривает, что длина проводника не должна быть меньше 125% FLA двигателя.
    

    • Следовательно: I = 56,0 x 1,25 = 76,6 А
    В таблице
    • NEC указано, что при токе тока 76,6 ампер сечение провода должно быть медным # 4 на основе NEC Art 310
    .

    Это значение, 76.6 ампер будут основой нашего расчета падения напряжения.

    примечание: расчет падения напряжения следует производить после того, как мы получим коэффициент безопасности 125%, предоставленный NEC.

    Отсюда следует, что

    Vd = (1,73 x Z для # 4 x 76,6 x 300 футов) / 1000

    На основании таблицы 9 главы 9 NEC,

    • Z = 0,321 Ом / 1000 футов
    • Следовательно: Vd = (1,73 x 0,321 x 76,6 x 300) / 1000
    • В = 12,76 В
    
    Отсюда следует, что% Vd = 12.76 В / 240 В = 5,3%

    NEC рекомендует, чтобы процент падения напряжения 5% был допустим при любой установке схемы, поэтому, если мы строго следуем этой рекомендации, мы не примем провод №4, а перейдем к следующему большему сечению. .

    Расчеты падения напряжения

    — журнал IAEI

    Время считывания: 5 минут

    Падение напряжения упоминается только в некоторых разделах NEC в качестве информационных примечаний и его необходимо рассчитать в других разделах кода .Этими разделами являются 210.19 (A) Информационная записка 4, 215.2 (A) (1) Информационная записка 2 и 3, 310.15 (A) (1) Информационная записка 1, 647.4 (D), 310.60 (B) Информационная записка 2, 455.6 ( A) Информационная записка и 695.7. Допустимая или требуемая величина падения напряжения может составлять от 1,5 до 15 процентов напряжения фидера или параллельной цепи. Максимум пять процентов обычно рекомендуется для схемы. Информационные примечания не являются обязательными требованиями Code , но представляют собой пояснительный материал, предназначенный только для информационных целей [см. 90.5 (С)].

    Однако инструкции производителя по установке, которые должны соблюдаться в пункте 110.3 (B), часто требуют поддержания минимального номинального напряжения для того, чтобы конкретный тип используемого оборудования функционировал должным образом в соответствии с намерениями производителя, и должны быть внесены в список признанной на национальном уровне испытательной лаборатории электрического оборудования. Для выполнения расчетов падения напряжения необходимо иметь следующую информацию: 1) коэффициент k, 2) длину фидера или ответвления цепи до нагрузки, 3) силу тока нагрузки цепи и, конечно же, 4) напряжение цепи.Коэффициент k — это множитель, представляющий сопротивление постоянному току для проводника данного размера длиной 1000 футов и работающего при 75 ° C. Исходя из этой информации, пользователь Code может найти провод минимального размера, необходимый для выдерживания нагрузки (измеряется в круговых милах или килограммах), и / или процент падения напряжения.

    
    Приведенные здесь формулы основаны на значениях сопротивления проводников постоянному току, приведенных в таблице 8 главы 9 из NEC , и считаются обычно приемлемыми для расчета падения напряжения.Таблица 8 основана на температуре 75 ° C / 167 ° F и дает коэффициент k, равный 12,9 для меди и 21,2 для алюминиевых проводников.

    Например, чтобы найти коэффициент k, вы умножаете сопротивление проводника на фут на круговой мил проводника . Помните, что в таблице 8 указано сопротивление в омах на 1000 футов. Для расчета падения напряжения при использовании медного провода обязательно выберите значение из столбца «Медь без покрытия», так как большинство медных проводников не имеют покрытия.«Покрытие» означает наличие на медном проводе олова или другого покрытия, которое изменяет значение его сопротивления. Если проводник «с покрытием», используйте значение сопротивления столбца «с покрытием». Помните, что «с покрытием» не относится к установке проводника. Обратите внимание на следующие примеры.

    Медный провод

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

    .

    Сопротивление постоянному току медного проводника 1000 тыс. См составляет 0.0129 Ом на 1000 футов.

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

    0,0000129 Ом на фут x 1000000 круглых милов = 12,9 k-фактор — для медного провода

    Алюминиевая проволока

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

    .

    (0,0212 Ом на 1000 футов, деленное на 1000 = 0,0000212 Ом на фут)

    0,0000212 Ом на фут x 1000000 круговых милов = 21.2 k-фактор — для алюминиевой проволоки

    Примечание. Важно отметить, что для определения коэффициента k необходимо умножить сопротивление проводника на фут на круглые милы проводника. Для любого медного или алюминиевого проводника, указанного в таблице 8 главы 9, коэффициент k будет примерно равен 12,9 или очень близко к нему для меди и 21,2 или очень близко к нему для алюминия. Поэтому эти две величины выбраны в качестве постоянных значений коэффициента k для медных или алюминиевых проводников без покрытия, работающих при температуре окружающей среды 75 ° C / 167 ° F и номинальной силе тока.

    Температурный класс

    75 ° C / 167 ° F часто используется в современных электрических цепях, поскольку большинство новых наконечников в электрораспределительном и вспомогательном оборудовании рассчитаны на 75 ° C / 167 ° F; и проводники с номиналом 90C / 194F используются при допустимой нагрузке 75C из-за требований к заделке, установленных в 110.14 (C).

    Используемая формула также обычно подходит для проводников 60C / 140F.

    Падение напряжения рассчитывается для однофазных установок с учетом того, что ток будет возвращаться от нагрузки либо от линейной нагрузки, либо от линейной к нейтрали; поэтому множитель 2 добавляется в формулу сопротивления проводника нагрузке и обратно.Это необходимо для замыкания цепи и устранения неисправности с учетом 250.122 (B), который будет обсуждаться позже.

    В формуле для трехфазных установок в качестве множителя используется 1,732 вместо 2. Ток течет к нагрузке и обратно по фазным проводам.

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

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

    Пример 2: Падение напряжения 24 В / Падение напряжения 480 В = Падение напряжения 5%

    Выберите формулу в зависимости от размера используемого проводника или максимального падения напряжения, приемлемого для AHJ.(3%, 5% и т. Д.)

    Эти формулы могут использоваться для определения максимальной длины проводника, необходимого для него диаметра в миле или падения напряжения в системе или цепи.

    Формулы падения напряжения

    Легенда

    VD = фактическое падение напряжения (не в процентах)

    K = предполагаемое удельное сопротивление

    L = длина пути до загрузки

    I = нагрузка в амперах

    CM = площадь проволоки, круглые милы

    Примечание. Для трехфазных формул замените множитель 2 на 1.732.

    Где

    2 x K x I x L / CM = VD

    2 x K x I x L / VD = CM

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

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

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

    Ампер-фут

    Для определения амперфутов измерьте фактическое расстояние до нагрузки и умножьте это расстояние на нагрузку в амперах.

    Примеры падения напряжения

    Пример 1

    Цепь питания 440 В, однофазная, двухпроводная, должна быть установлена ​​в стальном магнитопроводе. Коэффициент мощности 80%, длина пробега

    620 футов (310 футов x 2 = до нагрузки и обратно), сила тока 180, допустимое падение напряжения 3%.Какого размера следует использовать алюминиевый кабель типа RHW?

    Падение вольт = 0,03 X 440 = 13,2

    Амперфут = 620 X 180 = 111600

    Размер 500 килобайт дает падение напряжения на:

    Усилитель. Ноги Вольт падение

    100000 12,0

    10 000 1,2

    1 000 0,1

    600 0,1

    Всего 111 600 13.4 Общее падение напряжения

    При размере 600 тыс. Мил. Падение напряжения составит:

    Усилитель. Ноги Вольт падение

    100 000 11,0

    10 000 1,1

    1 000 0,1

    600 0,1

    Всего 111600 12,3 Общее падение напряжения

    Так как код допускает пропускную способность 600 тыс. Куб. М в алюминиевом корпусе типа RHW на 340 ампер, его можно использовать для рассматриваемой работы.

    ПРИМЕЧАНИЕ, ЧТО ДЛИНА ПРОБЕГА ОТНОСИТСЯ К ДЛИНЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ЦЕПИ, А НЕ НА ПРОВОДУ ПРОВОДНИКА

    (310 футов x 2 = до груза и обратно).

    Пример 1

    При использовании цепи питания в условиях, аналогичных показанным в примере 1, но установленной в немагнитном кабелепроводе, алюминий какого размера требуется тип RHW?

    Падение вольт = 0,03 X 440 = 13,2

    Амперфут = 620 X 180 = 111600

    Размер 500 килобайт дает падение напряжения на:

    Усилитель.Ноги Вольт падение

    100000 10,6

    10 000 1,1

    1 000 0,1

    600 0,1

    Всего 111600 11,9 Общее падение напряжения

    Размер 400 килобайт дает падение напряжения:

    Усилитель.

    No related posts.