Потеря напряжения в линии: Расчёт потерь напряжения | Онлайн калькулятор

Содержание

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 10
    3
    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: r02 = 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.

Потери напряжения в двухпроводной линии

Довольно часто на этапе проектирования возникает необходимость в определении потерь напряжения на линии. Особенно это актуально если линия имеет большую протяженность. В данной статье мы рассмотрим определение потерь напряжения для двухпроводных линий передачи электроэнергии.

Рассмотрим двухпроводную линию с тремя ответвлениями к электроприемникам:

Для определения потерь напряжения в двухпроводной линии постоянного тока достаточно определить потерю напряжения в одном проводе, а полученный результат удвоить.

Двухпроводную схему можно заменить однолинейной:

Где:

Потеря напряжения в двухпроводной линии будет равна разности абсолютных величин напряжения вначале и в конце линии.

Потерю напряжений можно выразить через токи в ответвлениях:

Соответственно:

Подставив выражения токов и длин участков линии в формулу (1) получим выражение для трех ответвлений:

Для случая с количеством ответвлений n:

При расчете электрических сетей определяются потери напряжения при заданном сечении проводов или, наоборот, определяются сечения проводов по допустимой величине потери напряжения. Предположив, что материал и сечение проводов вдоль всей линии одинаковы, получим формулы для определения потери напряжения и сечения проводов в двухпроводной сети постоянного тока:

Потеря напряжения на линии в процентах от номинального:

Где In – ток на n-ом участке , или:

Где In/ — ток в n-ом ответвлении.

Очень часто нагрузка линии задается мощностью электроприемников, подключенных к ней.

По заданным мощностям можно определить токи в ответвлениях, допуская, что напряжение вначале каждого ответвления равно номинальному:

В участках линии:

Потеря напряжения на линии:

Где: Р/ — мощность электроприемников каждого ответвления, Вт; Рn – общая мощность каждого участка линии, Вт; Uн – номинальное напряжение сети, В;

Из формул (5) – (8) по заданной допустимой потере напряжений определяется сечение проводов.

Формулы, полученные для определения потерь в двухпроводной сети постоянного тока, будут справедливы и для однофазных линий переменного тока, при условии, что нагрузка активная (например, только лампы накаливания), а индуктивное и емкостное сопротивление не учитывается.

11 Падение и потеря напряжения в линии

Геометрическое различие напряжений в начале и в конце линии называется падением напряжения, а составные ΔUпд и ΔUпоп – соответственно продольной и поперечной составляющими падения напряжения. Арифметическое различие напряжений в начале и в конце линии называется потерей напряжения. На рис.4.2, е приведена векторная диаграмма для линейных напряжений в начале и в конце линии и .

На рис падение напряжения – это вектор , то есть

.

Продольной составляющей падения напряжения называют проекцию падения напряжения на действительную ось или на напряжение ,

Поперечная составляющая падения напряжения — это проекция падения напряжения на мнимую ось, на рис.4.2, е. Таким образом,

. (4.27)

Часто используют понятие потеря напряжения – это алгебраическая разность между модулями напряжений начала и конца линии. На рис. . Если поперечная составляющая мала (например, в сетях кВ), то можно приближенно считать, что потеря напряжения равна продольной составляющей падения напряжения.

Вопрос №12

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Вопрос №13

Известны (рис. 5.1,д) мощности нагрузок (k = 2, 3), сопротивления и проводимости линий и (kj = 12, 23), напряжения источника питания — напряжение в начале линии 12.

1- й этап. Принимаем все напряжения в узлах равными и определяем потоки и потери мощности в линиях от последней нагрузки к источнику питания при

.

.

2 – й этап. Определяем напряжение (рис.5.1,д) по известному напряжению и потоку мощности , определенному на 1 – м этапе (расчет по данным начала). Аналогично определяем .

14 Расчетные нагрузки подстанций

Для примера рассмотрим схему электрической сети (а), состоящей из трех линий и трех трансформаторных подстанций. Рисунок (б) схема замещения. Рисунок (в) упрощенная схема замещения с расчетными нагрузками подстанций.

Проводить расчет напряжений для схемы замещения (б) достаточно сложно. Расчет сетей, содержащих большее количество линий, чем на рис.(а) , значительно усложняется.

Для упрощения расчетов используются расчетные нагрузки подстанций. Расчетная нагрузка, например, для подстанции 2 определяется следующим выражением: В этом выражении — нагрузка второй подстанции; — потери в меди трансформатора 2; — потери в стали трансформатора; — реактивные мощности, генерируемые в конце линии 12 и вначале линии 23. Таким образом, расчетная нагрузка подстанции включает кроме мощности нагрузки потери в стали и меди трансформаторов подстанции, реактивную мощность, генерируемую в половине емкости линий, соединенных с данной подстанцией.

На рис (в) приведены расчетные нагрузки подстанций 2, 3 и 4 – Использование расчетных нагрузок подстанции существенно упрощает схему замещения и соответственно расчет. Введение расчетных нагрузок подстанций приводит к определенной погрешности расчета: расчетные нагрузки подстанций вычисляются до того, как выполнен электрический расчет, и напряжения НН и ВН подстанций неизвестны. Поэтому потери мощности в меди трансформатора рассчитываются по выражениям

(5.5)

(5.6)

Емкостные мощности линий определяются по номинальным напряжениям:

(5.7)

(5.8)

(5.9)

где — емкостные проводимости линий.

Соответственно использование номинального напряжения вместо неизвестных нам напряжений подстанций приводит к определенной погрешности результатов расчета. При ручных расчетах (без использования ЭВМ) эта погрешность допустима.

Расчет потери напряжения | EDS

Во время передачи электроэнергии по проводам к электроприемникам ее небольшая часть расходуется на сопротивление самих проводов. Чем выше протекаемый ток и больше сопротивление провода, тем больше на нем будет потеря напряжения. Величина тока зависит от подключенной нагрузки, а сопротивление провода тем больше, чем больше его длина. Логично? Поэтому нужно понимать, что провода большой длины могут быть не пригодны для подключения какой-либо нагрузки, которая, в свою очередь, хорошо будет работать при коротких проводах того же сечения.

В идеале все электроприборы будут работать в нормальном режиме, если к ним подается то напряжение, на которые они рассчитаны. Если провод рассчитан не правильно и в нем присутствуют большие потери, то на вводе в электрооборудование будет заниженное напряжение. Это очень актуально при электропитании постоянным током, так как тут напряжение очень низкое, например 12 В, и потеря в 1-2 В тут будет уже существенной.

Чем опасна потеря напряжения в электропроводке? Отказом работы электроприборов при очень низком напряжении на входе.

В выборе кабеля необходимо найти золотую середину. Его нужно подобрать так, чтобы сопротивление провода при нужной длине соответствовало конкретному току и исключить лишние денежные затраты. Конечно, можно купить кабель огромного сечения и не считать в нем потери напряжения, но тогда за него придется переплатить. А кто хочет отдавать свои деньги на ветер? Давайте разберемся, как учесть потери напряжения в кабеле при его выборе.

Калькулятор в режиме онлайн позволяет правильно вычислить необходимые параметры, которые в дальнейшем сократят появление различного рода неприятностей. Для самостоятельного вычисления потери электрического напряжения вспомним физику и перейдем к небольшим формулам и расчетам.

Напряжение на проводе мы можем узнать по следующей формуле, зная его сопротивление (R, Ом) и ток нагрузки (I, А).

U=RI

Сопротивление провода рассчитывается так:

R=рl/S, где

р – удельное сопротивление провода, Ом*мм2/м;

l – длина провода, м;

S – площадь поперечного сечения провода, мм2.

Удельное сопротивления это величина постоянная. Для меди она составляет р=0,0175 Ом*мм2/м, и для алюминия р=0,028 Ом*мм2/м. Значения других металлов нам не нужны, так как провода у нас только с медными или с алюминиевыми жилами.

Небольшой пример расчета для медного провода:

Задача: подключить нагрузку в 3,3 кВм (I = 15А, U=220V) на расстоянии 50м медным кабелем сечением 2х1,5 мм2.

Не забываем, что ток “бежит” по 2-х жильному кабелю туда и обратно, поэтому “пробегаемое” им расстояние будет в два раза больше длины кабеля (50*2=100 м).

Потеря напряжения в данной линии будет:

U=(рl)/s*I=0,0175*100/1,5*15=17,5 В

Что составляет практически 9% от номинального (входного) значения напряжения (220V). Это довольно большая потеря напряжения, потому проводим аналогичный расчет для кабеля сечением 2,5 мм2 и получаем 4,7%. Согласно ПУЭ, отклонения напряжения в линии должны составлять не более 5%, следовательно это сечение подходит оптимально.

Так что если источник питания находится на довольно большом расстоянии от приемника,обязательно посчитайте потери напряжения в данной линии!

Как сказывается падение напряжения в кабельной линии системы видеонаблюдения?

Система видеонаблюдения достаточно сложный комплекс оборудования, качественная работа которого зависит от очень многих факторов.

Сегодня речь пойдет о кабельной линии, от которой зависит качество видеоизображения, выводимого на мониторы.

Главная проблема состоит в том, что чем длиннее кабель, идущий от камеры к видеорегистратору – тем больше происходят потеря напряжения. В результате не только снижается качество видео, но и оборудование исчерпывает свой ресурс раньше заложенного в него производителем срока.

Чаще всего падение напряжения происходит при включении инфракрасной подсветки. В этом случае меняется сопротивление камеры, а значит потребляемое напряжение возрастает.  При понижении же напряжения увеличивается потребление тока, что соответствует закону Ома для участка цепи и определения мощности P= UI.

Вот только к видеокамерам данный закон неприменим, так как он не учитывает наличие реактивных сопротивлений, сопротивление кабеля и микросхем.

Подключение инфракрасной подсветки (ИП) камеры приводит к потери сопротивления в сети, которое можно высчитать по формуле: UИП=2Uкаб+Uкам

При снижении напряжения ниже определенного уровня, причем для каждой модели камеры он свой,
происходит увеличение потребления тока камерой, что в свою очередь ведет к снижению напряжения в кабеле. По сути получается замкнутый круг. И снижение напряжения будет продолжаться до предела, определенного минимальным напряжением на схему камеры.

Сама степень падения напряжения в кабеле прямо зависит от его сопротивления: Uкаб=IкамRкаб, где Rкаб=ρ*l/S. То есть, чем длиннее и тоньше кабель, тем его сопротивление больше.

Поэтому при монтаже систем видеонаблюдения очень важно правильно подобрать кабель. Для того чтобы просчитать сопротивление кабеля, нужно использовать справочные характеристики, которые даны производителем кабеля.

Далее нужно просчитать необходимое напряжение от источника питания для нормальной и бесперебойной работы системы. Именно от этого показателя зависит будет ли камера без потерь переключаться из инфракрасного режима в дневной, сохраняя номинальное напряжение в районе 11-13В.

Для максимального снижения падения напряжения в кабеле питания необходимо максимально уменьшить его сопротивление, что осуществляется за счет подбора оптимального сечения кабеля.

Для расчета удельного сопротивления кабеля необходимо воспользоваться формулой: R=(0.0175*L/S )*2, где 0,0175 – сопротивление медного проводника, L – длина кабеля питания, S – поперечное сечение центрального проводника.

Для примера рассчитаем удельное сопротивление кабеля сечением 0,75 мм2 и длиной 50 м: R=(0.0175*50/0,75 )*2 = 2,3 Ом.

Теперь посчитаем, какое падение напряжения будет в кабеле питания. Сделать это можно по формуле: U = I*R. Чтобы вычислить I делим мощность, потребляемую камерой на напряжение питания.

К примеру, мощность потребления 3,5 Вт, а напряжение питания 12В. Делим 3,5/12, и получаем 0,29А. Считаем формулу: U = 0,29*2,3 = 0,67. Получаем, что на кабеле сечением 0,75 мм2, и длиной 50 метров падение напряжения составит 0,67В, что находится в допустимых пределах.

Общая формула расчета падения падения напряжения в линии питания системы видеонаблюдения производится по формуле: ΔU(в)=I·R·L, где:

R — удельное сопротивление кабельной линии, Ом/м
I — ток, потребляемый видеокамерой, мА
L — длина кабельной линии, м

Максимально допустимое падение может быть не более 2В, дальше начнутся проблемы с питанием камеры, и если при расчетах у вас получаются большие цифры, то необходимо использовать кабель с большим сечением, и провести расчеты заново, либо подобрать более мощный блок питания для камеры видеонаблюдения в зависимости от полученных значений падения напряжения в кабеле.

Очень важно следить за тем, чтобы напряжение в месте подключения кабеля к камере не превышало допустимых значений и не опускалось ниже 10В, поэтому перед тем, как подключить кабель к устройству видеонаблюдения, лучше проверить напряжение тестером, а после чего при необходимости отрегулировать его на блоке питания.

Таким образом, чтобы минимизировать падение напряжения в кабеле можно предпринять несколько действий:

  • Использовать БП большей мощности и кабеля с большим сечением;
  • Установить БП рядом с камерой;
  • Использовать камеры с номинальным напряжением 24В.

Также помните, что для большинства видеокамер систем наблюдения допустимое падение напряжения в линии питания составляет 10%, но лучше данный параметр уточнить в инструкции к камере.

Наша компания «Запишем всё» с 2010 года занимается монтажом, модернизацией и обслуживанием любых систем видеонаблюдения в Москве и Подмосковье. Мы работаем быстро, качественно и по доступным ценам. Перечень услуг и цены на их вы можете посмотреть здесь.

Звоните +7 (499) 390-28-45 с 8-00 до 22-00 в любой день недели, в том числе и в выходные. Мы будем рады Вам помочь!

Что такое потеря напряжения в кабеле и чем она опасна?

Во время передачи электроэнергии по проводам к электроприемникам ее небольшая часть расходуется на сопротивление самих проводов, т. е. на их нагрев. Чем выше протекаемый ток и больше сопротивление провода, тем больше на нем будет потеря напряжения. Величина тока зависит от подключенной нагрузки, а сопротивление провода тем больше, чем больше его длина. Логично? Поэтому нужно понимать, что провода большой длины могут быть не пригодны для подключения какой-либо нагрузки, которая, в свою очередь, хорошо будет работать при коротких проводах того же сечения.

В идеале все электроприборы будут работать в нормальном режиме, если к ним подается то напряжение, на которые они рассчитаны. Если провод рассчитан не правильно и в нем присутствуют большие потери, то на вводе в электрооборудование будет заниженное напряжение. Это очень актуально при электропитании постоянным током, так как тут напряжение очень низкое, например 12 В, и потеря в 1-2 В тут будет уже существенной.

Чем опасна потеря напряжения в электропроводке?

  1. Отказом работы электроприборов при очень низком напряжении на входе.

В выборе кабеля необходимо найти золотую середину. Его нужно подобрать так, чтобы сопротивление провода при нужной длине соответствовало конкретному току и исключить лишние денежные затраты. Конечно, можно купить кабель огромного сечения и не считать в нем потери напряжения, но тогда за него придется переплатить. А кто хочет отдавать свои деньги на ветер? Давайте ниже разберемся, как учесть потери напряжения в кабеле при его выборе.

Для того чтобы избежать потерь мощности нам нужно уменьшить сопротивление провода. Мы знаем что, чем больше сечение кабеля, тем меньше его сопротивление. Поэтому эта проблема в длинных линиях решается путем увеличения сечения жил кабеля.

Вспомним физику и перейдем к небольшим формулам и расчетам.

Напряжение на проводе мы можем узнать по следующей формуле, зная его сопротивление (R, Ом) и ток нагрузки (I, А).

U=RI

Сопротивление провода рассчитывается так:

R=рl/S, где

р — удельное сопротивление провода, Ом*мм2/м;

l — длина провода, м;

S — площадь поперечного сечения провода, мм2.

Удельное сопротивления это величина постоянная. Для меди она составляет р=0,0175 Ом*мм2, и для алюминия р=0,028 Ом*мм2. Значения других металлов нам не нужны, так как провода у нас только с медными или с алюминиевыми жилами.

Приведу небольшой пример расчета для медного провода. Для алюминиевого провода суть расчета будет аналогичной.

Например, мы хотим установить группу розеток в гараже и решили протянуть туда медный кабель от дома длинной 50 м сечением 1,5 мм2. Там будем подключаться нагрузка 3,3 кВт (I=15 А).

Учтите, что ток «бежит» по 2-х жильному кабелю туда и обратно, поэтому «пробегаемое» им расстояние будет в два раза больше длины кабеля (50*2=100 м).

Потеря напряжения в данной линии будет:

U=(рl)/s*I=0,0175*100/1,5*15=17,5 В

Что составляет практически 9% от номинального (входного) значения напряжения.

Значит в розетках будет уже напряжение: 220-17,5=202,5 В. Этого будет маловато для нормальной работы электрооборудования. Также свет может гореть тускло (в пол накала).

На нагрев провода будет выделяться мощность P=UI=17,5*15=262,5 Вт.

Также учтите, что здесь не учтены потери в местах соединения (скрутках), в вилке электроприбора, в контактах розетки. Поэтому реальные потери напряжения будут больше полученных значений.

Давайте повторим данный расчет, но уже для провода сечением 2,5 мм2.

U=(рl)/s*I=0,0175*100/2,5*15=10,5 В или 4,7%.

Теперь повторим данный расчет, но уже для провода сечением 4 мм2.

U=(рl)/s*I=0,0175*100/4*15=6,5 В или 2,9%.

Согласно ПУЭ, отклонения напряжения в линии должны составлять не более 5%.

Поэтому в нашем случае нужно выбирать кабель сечением 2,5 мм2 для нагрузки мощностью 3,3 кВт (15 А), а не 1,5 мм2.

Для постоянного тока такие сечения при указанных длинах использовать нельзя. Допусти, что необходимо запитать электроприбор током 15 А от источника постоянного тока 12 В (например, от аккумулятора или понижающего трансформатора). Используется кабель сечением 2,5 мм2 длинной 50 м.

Потери тут будут 10,5 В. Это значит, что на входе в электроприбор будет присутствовать напряжение 12-10,5=1,5 В. Это бред и ничего работать не будет. Даже кабель сечением 25 мм2 не спасет. Тут выход один — это нужно переносить источник питания ближе к потребителю.

Если ваша розетка находится очень далеко от щитка, то обязательно посчитайте потери напряжения в данной линии.

Не забываем улыбаться:

Звонок мужу в командировку:
— Дорогой, а почему в кране нет воды?
— Понимаешь, мы живем на 22 этаже и давления, которое создает насос возможно недостаточно…
— Милый, а почему газа нет?
— Понимаешь, сейчас зима и давление в магистральном газопроводе вследствие большого разбора несколько понижено…
— Родной, но почему же тогда нет электроэнергии?!
— Пойди заплати за коммуналку, дура!

Калькулятор падения напряжения

Это калькулятор для оценки падения напряжения в электрической цепи на основе размера провода, расстояния и ожидаемого тока нагрузки. Обратите внимание, что этот калькулятор предполагает, что цепь работает в нормальных условиях — при комнатной температуре с нормальной частотой. Фактическое падение напряжения может варьироваться в зависимости от состояния провода, используемого кабелепровода, температуры, разъема, частоты и т. Д. Рекомендуется, чтобы падение напряжения не превышало 5% в условиях полной нагрузки.



Основной закон падения напряжения

В падение = ИК

где:
I: ток через объект, измеренный в амперах
R: сопротивление проводов, измеренное в Ом.


Типичные сечения проводов AWG

AWG Диаметр витков провода Площадь Сопротивление меди Допустимая нагрузка на медный провод NEC с изоляцией 60/75/90 ° C (A) Приблизительный метрический эквивалент
дюйм мм на дюйм за см тысяч человек мм 2 Н / км O / kFT
0000 (4/0) 0. 4600 11,684 2,17 0,856 212 107 0,1608 0,04901 195/230/260
000 (3/0) 0,4096 10,404 2,44 0,961 168 85,0 0,2028 0,06180 165/200/225
00 (2/0) 0.3648 9,266 2,74 1.08 133 67,4 0,2557 0,07793 145/175/195
0 (1/0) 0,3249 8,252 3,08 1,21 106 53,5 0,3224 0,09827 125/150/170
1 0.2893 7,348 3,46 1,36 83,7 42,4 0,4066 0,1239 110/130/150
2 0,2576 6. 544 3,88 1,53 66,4 33,6 0,5127 0,1563 95/115/130
3 0.2294 5,827 4,36 1,72 52,6 26,7 0,6465 0,1970 85/100/110 196 / 0,4
4 0,2043 5,189 4,89 1,93 41,7 21,2 0,8152 0,2485 70/85/95
5 0.1819 4,621 5,50 2,16 33,1 16,8 1.028 0,3133 126 / 0,4
6 0,1620 4,115 6,17 2,43 26,3 13,3 1,296 0,3951 55/65/75
7 0. 1443 3,665 6,93 2,73 20,8 10,5 1,634 0,4982 80 / 0,4
8 0,1285 3,264 7,78 3,06 16,5 8,37 2,061 0,6282 40/50/55
9 0.1144 2,906 8,74 3,44 13,1 6,63 2,599 0,7921 84 / 0,3
10 0,1019 2,588 9,81 3,86 10,4 5,26 3,277 0,9989 30/35/40
11 0.0907 2.305 11,0 4,34 8,23 4,17 4,132 1,260 56 / 0,3
12 0,0808 2,053 12,4 4,87 6. 53 3,31 5,211 1,588 25/25/30 (20)
13 0.0720 1,828 13,9 5,47 5,18 2,62 6.571 2,003 50 / 0,25
14 0,0641 1,628 15,6 6,14 4,11 2,08 8,286 2,525 20/20/25 (15)
15 0.0571 1,450 17,5 6,90 3,26 1,65 10,45 3,184 30 / 0,25
16 0,0508 1,291 19,7 7,75 2,58 1,31 13,17 4,016 — / — / 18 (10)
17 0. 0453 1.150 22,1 8,70 2,05 1,04 16,61 5,064 32 / 0,2
18 0,0403 1.024 24,8 9,77 1,62 0,823 20,95 6.385 — / — / 14 (7) 24/0.2
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 16/0.2
21 0,0285 0,723 35,1 13,8 0,810 0,410 42,00 12,80 13 / 0,2
22 0,0253 0,644 39,5 15,5 0,642 0,326 52. 96 16,14 7 / 0,25
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 1 / 0,5, 7 / 0,2, 30 / 0,1
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 7 / 0,15
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 1 / 0,25, 7 / 0,1
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 1 / 0,2, 7 / 0,08
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

Когда электрический ток проходит по проводу, он должен превышать определенный уровень встречного давления. Если ток переменный, такое давление называется импедансом. Импеданс — это вектор или двумерная величина, состоящая из сопротивления и реактивного сопротивления (реакция созданного электрического поля на изменение тока).Если ток постоянный, давление называется сопротивлением.

Все это звучит ужасно абстрактно, но на самом деле мало чем отличается от воды, протекающей через садовый шланг. Чтобы протолкнуть воду через шланг, требуется определенное давление, что аналогично электрическому напряжению. Ток подобен воде, текущей по шлангу. И шланг вызывает определенный уровень сопротивления в зависимости от его толщины, формы и т. Д. То же самое верно и для проводов, поскольку их тип и размер определяют уровень сопротивления.

Чрезмерное падение напряжения в цепи может привести к мерцанию или тусклому горению ламп, плохому нагреву нагревателей, а также к перегреву двигателей и перегоранию двигателей. Это условие заставляет нагрузку работать с меньшим напряжением, проталкивающим ток.

Эксперты говорят, что падение напряжения никогда не должно превышать 3%. Для этого нужно выбрать провод правильного размера и позаботиться об использовании удлинителей и аналогичных устройств.

Существует четыре основных причины падения напряжения.

Во-первых, это выбор материала для проволоки. Медь — лучший проводник, чем алюминий, и будет иметь меньшее падение напряжения, чем алюминий, при данной длине и размере провода. Электричество, которое движется по медному проводу, на самом деле представляет собой группу электронов, толкаемых напряжением. Чем выше напряжение, тем больше электронов может пройти через провод.

Ampacity — это максимальное количество электронов, которые могут быть вытолкнуты за один раз — слово ampacity является сокращением от амперной емкости.

Размер провода — еще один важный фактор при определении падения напряжения. Провода большего диаметра (с большим диаметром) будут иметь меньшее падение напряжения, чем провода меньшего диаметра той же длины. В американском калибре проволоки каждое уменьшение на 6 калибра дает удвоение диаметра проволоки, а каждое уменьшение на 3 калибра удваивает площадь поперечного сечения проволоки. 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 размера (диаметра). Падение напряжения становится важным, когда длина провода или кабеля становится очень большой. Обычно это не проблема для электрических цепей в доме, но может стать проблемой при прокладке провода к пристройке, скважинному насосу и т. Д.

Чрезмерное падение напряжения может вызвать снижение эффективности работы света, двигателей и приборов. Это может привести к тусклому освещению и сокращению срока службы двигателей или приборов.Поэтому важно использовать провода правильного калибра при прокладке проводов на большие расстояния.

Наконец, величина протекающего тока может влиять на уровни падения напряжения. Падение напряжения на проводе увеличивается с увеличением тока, протекающего по проводу. Допустимая нагрузка по току такая же, как и допустимая.

Допустимая нагрузка на провод зависит от ряда факторов. Провода покрыты изоляцией, которая может выйти из строя, если температура провода станет слишком высокой. 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, выделяемое ими общее тепло 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 действующую на него текущую нагрузку без перегрева.Он должен иметь возможность делать 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 повреждения за короткое время сработать предохранитель.

Это важные соображения безопасности. В течение 2005-2009 гг. В среднем происходило 373900 пожаров в год из-за плохого качества электроустановок. Выбор подходящего кабеля для работы — важная мера безопасности.

Как рассчитать падение напряжения и потерю мощности в проводах

Вы должны рассматривать провод как еще один последовательно включенный резистор. Вместо этого сопротивление \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $ подключено к источнику питания с напряжением \ $ \ text {V} \ $ . ..

Вы должны увидеть это так: сопротивление \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $, подключенное к через два провода с сопротивлением \ $ \ text {R} _ {\ text {wire}} \ $ к блоку питания с напряжением \ $ \ text {V} \ $:

Теперь мы можем использовать \ $ \ text {V} = \ text {I} \ cdot {} \ text {R} \ $, где \ $ \ text {V} \ $ означает напряжение, \ $ \ text {I} \ $ для тока и \ $ \ text {R} \ $ для сопротивления.

Пример

Предположим, что напряжение, приложенное к цепи, равно \ $ 5 \ text {V} \ $. \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $ равно \ $ 250 \ Omega \ $, а сопротивление \ $ \ text {R} _ {\ text {wire}} \ $ равно \ $ 2.5 \ Omega \ $ (если вы не знаете сопротивление провода, см. ниже в разделе «Расчет сопротивления провода»). Сначала мы вычисляем ток в цепи, используя \ $ \ text {I} = \ dfrac {\ text {V}} {\ text {R}} \ $: \ $ \ text {I} = \ dfrac {5 } {250 + 2 \ cdot2.5} = \ dfrac {5} {255} = 0,01961 \ text {A} = 19. 61 \ text {mA} \

$

Теперь мы хотим узнать, какое падение напряжения на одном куске провода используется \ $ \ text {V} = \ text {I} \ cdot {} \ text {R} \ $: \ $ \ text {V} = 0,01961 \ cdot2.5 = 0,049025 В = 49,025 \ text {мВ} \

долл. США

Таким же образом мы можем рассчитать напряжение в \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $: \ $ \ text {V} = 0.01961 \ cdot250 = 4.9025 \ text {V} \ $

Предвидение потери напряжения

Что, если нам действительно нужно напряжение \ $ 5 \ text {V} \ $ over \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $? Нам нужно будет изменить напряжение \ $ \ text {V} \ $ от источника питания так, чтобы напряжение выше \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $ стало \ $ 5 \ text {V } \ $.

Сначала мы вычисляем ток через \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $: \ $ \ text {I} _ {\ text {load}} = \ dfrac {\ text {V} _ {\ text {load}}} {\ text {R} _ {\ text {load}}} = \ dfrac {5} {250} = 0,02 \ text {A} = 20 \ text {mA} \

долларов США

Поскольку мы говорим о последовательном сопротивлении, ток во всей цепи одинаков. Следовательно, ток, который должен дать источник питания, \ $ \ text {I} \ $, равен \ $ \ text {I} _ {\ text {load}} \ $. Нам уже известно полное сопротивление цепи: \ $ \ text {R} = 250 + 2 \ cdot2.5 = 255 \ Омега \ $. Теперь мы можем рассчитать необходимое напряжение питания, используя \ $ \ text {V} = \ text {I} \ cdot {} \ text {R} \ $: \ $ \ text {V} = 0.02 \ cdot255 = 5.1 \ text { V} \ $


Что, если мы хотим знать, сколько энергии теряется в проводах? Обычно мы используем \ $ \ text {P} = \ text {V} \ cdot {} \ text {I} \ $, где \ $ \ text {P} \ $ означает мощность, \ $ \ text {V} \ $ для напряжения и \ $ \ text {I} \ $ для тока.

Итак, единственное, что нам нужно сделать, это ввести правильные значения в формулу.

Пример

Мы снова используем блок питания \ $ 5 \ text {V} \ $ с \ $ 250 \ Omega \ $ \ $ \ text {R} _ {\ text {load}} \ $ и двумя проводами \ $ 2.5 \ Omega \ $ за штуку. Падение напряжения на одном куске провода, как вычислено выше, составляет \ $ 0,049025 \ text {V} \ $. Ток в цепи был \ $ 0.01961 \ text {A} \ $.

Теперь мы можем рассчитать потери мощности в одном проводе: \ $ \ text {P} _ {\ text {wire}} = 0,049025 \ cdot0.01961 = 0,00096138 \ text {W} = 0,96138 \ text {mW} \ $


Во многих случаях нам известна длина провода \ $ l \ $ и AWG (американский калибр проводов) провода, но не сопротивление. Однако рассчитать сопротивление легко.

В Википедии есть список доступных здесь спецификаций AWG, который включает сопротивление на метр в Ом на километр или в миллиОм на метр. У них также есть это за килофуты или футы.

Мы можем вычислить сопротивление провода \ $ \ text {R} _ {\ text {wire}} \ $, умножив длину провода на сопротивление на метр.

Пример

У нас есть \ $ 500 \ text {m} \ $ провода 20AWG. Какое будет общее сопротивление?

\ $ \ text {R} _ {\ text {wire}} = 0.5 \ text {km} \ cdot 33.31 \ Omega / \ text {km} = 16.655 \ Omega \ $

высокое напряжение — Связь потерь тепла с напряжением и напряжением в линиях электропередачи

Этот вопрос вызвал у меня отклик, потому что я тоже наткнулся на него, когда впервые изучал схемы. Проще говоря, «что именно не так» в этом аргументе заключается в том, что правильное напряжение в формуле потерь в линии — это не \ $ V \ $ (понимаемое как напряжение относительно земли), а разница напряжений на линия (которая обычно намного ниже по сравнению с \ $ V \ $).

Формула \ $ P = V I \ $ может ввести в заблуждение. Лучше всегда записывать его как \ $ P = \ Delta V · I \ $, где \ $ \ Delta V \ $ — падение напряжения на устройстве или участке цепи, для которого вы хотите вычислить \ $ P \ $.

Подробное объяснение:

Правильный аргумент в пользу более высоких напряжений, вызывающих меньшие потери при передаче, состоит в следующем. Возьмем простую схему, состоящую из идеального генератора постоянного тока с напряжением \ $ V_0 \ $, линии передачи с сопротивлением \ $ R \ $ и нагрузки с сопротивлением \ $ R_ {load} \ $.2 р $$ То есть нагрузка забирает всю мощность, отдаваемую генератором, за вычетом потерь при передаче.

Теперь, чтобы завершить рассуждение, необходимо указать, что в энергосистеме сопротивление нагрузки \ $ R_ {load} \ $ на самом деле не является постоянным. Скорее, это потребность в мощности \ $ P_ {load} \ $, которая остается примерно постоянной при изменении напряжения \ $ V_ {load} \ $. Тогда, глядя на приведенные выше формулы, легко увидеть, что, увеличивая \ $ V_0 \ $ (с помощью преобразователей), мы уменьшаем \ $ I \ $, и, следовательно, \ $ P_ {loss} \ $ уменьшается относительно \ $ P_ {load} \ $.Если вы хотите пройти через все математическое решение, вам нужно решить так называемое уравнение потока мощности, что не слишком сложно сделать (это уравнение второй степени для напряжения).

Высокое напряжение и потеря энергии

Обобщенное решение:

  • Потери резистивной мощности как в абсолютном выражении, так и в процентах от переносимой энергии падают с увеличением напряжения.

  • Уменьшение потерь и / или материала (медный и / или алюминиевый проводник) настолько велико, что использование высокого напряжения очень желательно. {2} \ cdot R_ {line}) \ over {(V \ cdot I)}} = {I \ cdot R \ over V} $$

    Обратите внимание, что здесь есть единицы напряжения / напряжения, которые отменяются, чтобы получить безразмерное соотношение (как вы надеетесь). «Верхняя строка» Voltage — это падение напряжения I x R в линии, а нижняя строка — это напряжение передачи. Таким образом, коэффициент потерь фактически равен resistive_voltage_drop / line_Voltage.

    Итак, для данного проводника с сопротивлением R процент потери мощности будет увеличиваться с увеличением тока и уменьшаться с увеличением напряжения.

    Но поскольку передаваемая мощность = V x I, если мы удвоим V, мы уменьшим I.
    Если мы умножим V x 10, мы уменьшим I на 10.
    Это беспроигрышная ситуация для высокого напряжения.

    Это можно выразить двумя способами.

    • Для данной линии передачи передача той же мощности при более высоком напряжении снизит потери в%.
    ,

    и

    • Для заданной желаемой потери мощности (скажем, 1% от конца до конца) мы можем использовать линии с все более высоким сопротивлением (и, следовательно, меньше металла) по мере увеличения напряжения.

    Простой расчет показывает, что% потерь уменьшается пропорционально обратной КВАДРАТУ напряжения!. Увеличьте напряжение в 10 раз, и при том же сопротивлении линии потери снизятся в 100 раз !. В тот день Мерфи спал!

    Коэффициенты усиления настолько велики, что если бы это был единственный фактор, то имело бы смысл использовать как можно более высокое напряжение.

    Существуют и другие факторы, такие как потери из-за коронного разряда и необходимость обеспечить значительно увеличенную изоляцию, зазоры и размеры опор по мере увеличения напряжения, НО с экономической точки зрения все это приводит к появлению больших и уродливых высоковольтных опор.2 x 10 = 10 Вт.
    10/1000 = 1%.
    Потеряно 1% мощности. Даже когда в линии используется 10% проводящего материала исходной схемы, увеличение напряжения в 10 раз снижает потери мощности в 10 раз !!

    !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

    Уменьшение потерь и / или материала (медный и / или алюминиевый проводник) настолько велико, что очевидно, что использование высокого напряжения очень желательно.

    Существуют и другие факторы, которые делают выигрыш менее значительным на практике, НО существование больших и больших опор мощности демонстрирует, что реальность по-прежнему хорошо обслуживается более высокими напряжениями.

    Калькулятор падения напряжения

    — для одно- и трехфазных систем переменного и постоянного тока

    ОБНОВЛЕНИЕ
    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

    * системы 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 зависит от переменного / постоянного тока 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 «Эффективный 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 падение = I нагрузка x R кабель . Падение в процентах составляет V падение / V система x 100.Для систем переменного тока импеданс используется вместо кабеля постоянного тока R . Эта методология аналогична примерам, приведенным после таблицы 9 NEC.

    The 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 номиналом от 0 до 2000 В, но не более чем три токоведущих проводника в кабельном канале, кабеле или заземлении 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.

    В данном документе указаны единицы калибра проводов американского стандарта (AWG) и Английский (футы).

    Обратите внимание, что для запуска этого калькулятора должны быть включены сценарии JavaScripts. в вашем браузере.

    Нажмите здесь, чтобы альтернативный калькулятор, который также включает трансформатор и нагрузку двигателя.

    ПРИМЕЧАНИЯ:

    1. 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 проводников 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 проводника на фазу параллельно».

    2. 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 запуска 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%.

    3. Для большинства систем 120/240 В, использующих кабели адекватная допустимая нагрузка, 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.

    4. 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 (T рейтинг — 30C) + 30C.Например, нагрузка 50 А с использованием Для медного проводника с номиналом 75C требуется # 8 AWG в соответствии с таблицей 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.

    5. Все ссылки на NEC см. Национальную ассоциацию противопожарной защиты, NFPA 70 , Национальный электрический кодекс .или Национальный электротехнический кодекс Справочник.

    Подробнее о напряжении падение на основе стандартов IEC доступно в Schneider Руководство по электромонтажу.


    : 4.11.2009 3-фазный% расчет был скорректирован в 1,732 раза.
    ОБНОВЛЕНИЕ: 25.09.2013 добавлено # 16 AWG; значения переменного тока экстраполированы
    ОБНОВЛЕНИЕ: 27 апреля 2018 добавлены 850 В, 1000 В и 1500 В для солнечных систем постоянного тока
    ОБНОВЛЕНИЕ: 16.10.2018 добавлено 70 В, 80 В, 90 В для систем постоянного тока
    ОБНОВЛЕНИЕ: 25 февраля 2019 г. 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

    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 (Ом / 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 межфазного напряжения V в вольтах (В) равно квадратному корню из 3-кратного значения тока провода I в амперах (A), умноженного на длина одностороннего 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 межфазного напряжения V в вольтах (В) равно квадратному корню из 3-кратного значения тока провода I в амперах (A), умноженного на длина одностороннего 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 калибра d n дюймов (дюймов) 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 n-го калибра A n в круговых мил (kcmil) в 1000 раз больше диаметра 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 калибра n 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 дюймов Ом-метр (Ом · м), разделенное на 25,4 2 , умноженное на площадь поперечного сечения A n в квадратных дюймах (в 2 ):

    R n (Ом / kft) = 0,3048 × 10 9 × ρ (Ом · м) / (25. 4 2 × A n 2 ) )

    Сопротивление провода калибра n R в Ом на километр (Ом / км) равно 1000000000 удельному сопротивлению провода ρ дюймов 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 )

    AWG диаграмма

    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 0,1288
    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

    Расчет падения напряжения Майк Холт

    Часть ПЕРВАЯ

    Целью Национального электротехнического кодекса является практическая защита людей и имущества от опасностей, связанных с использованием электричества. NEC обычно не считает падение напряжения проблемой безопасности. В результате NEC содержит шесть рекомендаций (мелкий шрифт), которые проводники схемы должны иметь достаточно большие размеры, чтобы может быть обеспечена эффективность работы оборудования. Кроме того, NEC имеет пять правил, по которым проводники должны иметь размер, соответствующий напряжению. падение проводов цепи.

    Примечания мелким шрифтом в NEC предназначены только для информационных целей и не подлежит исполнению инспекционным органом [90-5 (c)].Однако раздел 110-3 (b) требует, чтобы оборудование было установлено в соответствии с оборудованием инструкции. Поэтому электрооборудование необходимо устанавливать так, чтобы он работает в пределах своего номинального напряжения, указанного производителем. Рисунок 1.

    Комментарий автора: Рисунки не размещаются в Интернете.

    Из-за падения напряжения в проводниках цепи рабочее напряжение у электрооборудования будет меньше выходного напряжения силового поставлять. Индуктивные нагрузки (например, двигатели, балласты и т. Д.), Которые работают при напряжение ниже номинального может привести к перегреву, что приведет к сокращению времени работы оборудования. срок службы и повышенная стоимость, а также неудобства для заказчика. Пониженное напряжение для чувствительного электронного оборудования, такого как компьютеры, лазерные принтеры, копировальные машины и т. д. могут вызвать блокировку оборудования или внезапное отключение питания. вниз, что приведет к потере данных, увеличению затрат и возможному отказу оборудования. Резистивные нагрузки (обогреватели, лампы накаливания), работающие при пониженном напряжении. просто не обеспечит ожидаемую номинальную выходную мощность, рисунок 1.

    Комментарий автора: Падение напряжения на проводниках может вызвать накаливание. мигание освещения, когда другие приборы, оргтехника или отопление и системы охлаждения работают. Хотя некоторых это может раздражать, это не опасно и не нарушает NEC.

    РЕКОМЕНДАЦИИ NEC

    Национальный электротехнический кодекс содержит шесть примечаний, напечатанных мелким шрифтом, для предупреждения Сообщите пользователю, что оборудование может повысить эффективность работы, если учитывается падение напряжения на проводнике.

    1. Ответвительные цепи. Настоящая FPN рекомендует, чтобы проводники ответвлений быть такого размера, чтобы предотвратить падение напряжения до 3%. Максимальное общее напряжение падение для комбинации ответвительной цепи и фидера не должно превышать 5%. [210-19 (а) ФПН № 4], рис. 2.

    2. Фидеры. В данной FPN рекомендуется выбирать размеры фидеров. для предотвращения максимального падения напряжения на 3%. Максимальное полное падение напряжения для комбинации ответвления и фидера не должно превышать 5%.[215-2 (d) ФПН № 2], рис. 2.

    Пример: Какое минимальное рабочее напряжение, рекомендованное NEC для Нагрузка 120 В, подключенная к источнику 120/240 В, рисунок 3 (8-11).

    (а) 120 вольт (b) 115 вольт (c) 114 вольт (г) 116 вольт

    Ответ: (c) 114 В Максимальное рекомендуемое падение напряжения на проводе как для фидера, так и для ответвленной цепи составляет 5 процентов от источника напряжения; 120 вольт x 5% = 6 вольт.Рабочее напряжение на нагрузке определяется путем вычитания падения напряжения на проводнике из источника напряжения, 120 вольт — падение 6 вольт = 114 вольт.

    3. Услуги — Интересно, что нет рекомендуемого падения напряжения. для сервисных проводников, но эта FPN напоминает пользователю Кодекса о необходимости учитывать падение напряжения на обслуживающих проводах [230-31 (c) FPN].

    Комментарий автора: Падение напряжения на длинных проводах может вызвать лампы накаливания в здании мигают при включении бытовой техники, отопления или включаются системы охлаждения.Для получения информации о том, как решить или уменьшить мерцание ламп накаливания, перейдите по адресу: www. mikeholt.com/Newsletters.

    4. Максимально допустимая нагрузка проводника — Эта FPN определяет тот факт, что перечисленные в таблице 310-16, не учитывают падение напряжения [310-15 ФПН №1].

    5. Фазовые преобразователи — Фазовые преобразователи имеют свои собственные рекомендации. падение напряжения от источника питания к фазовому преобразователю должно не превышает 3% [455-6 (a) FPN].

    6. Парковки для транспортных средств для отдыха — для транспортных средств для отдыха есть рекомендации. чтобы максимальное падение напряжения на проводниках параллельной цепи не превышало 3% и комбинация ответвления и фидера не более 5% [210-19 (а) ФПН № 4 и 551-73 (г) ФПН].

    ТРЕБОВАНИЯ NEC

    Национальный электротехнический кодекс также содержит пять правил, требующих проводники должны быть увеличены в размере, чтобы компенсировать падение напряжения.

    Заземляющие проводники — это правило гласит, что проводники цепи увеличены в размерах для компенсации падения напряжения, заземление оборудования проводники также должны быть увеличены в размерах [250-122 (b)].

    Комментарий автора: Если, однако, провода цепи не увеличивать по размеру, чтобы учесть падение напряжения, то заземляющий провод оборудования не требуется, чтобы он был больше, чем указано в Таблице 250-122.

    Кино / Телестудия — Проводник ответвления для Системы 60/120 вольт, используемые для снижения шума при производстве аудио / видео или другая подобная чувствительная электроника для киностудий и телестудий не должно превышать 1.5%, а общее падение напряжения фидера и проводники параллельной цепи не должны превышать 2,5% [530-71 (d)]. Кроме того, FPN № 1 в соответствии с разделом 530-72 (b) напоминает пользователю Кодекса об увеличении размера заземляющего проводника в соответствии с Разделом 250-122 (b).

    Пожарные насосы — Рабочее напряжение на выводах пожарного насоса. контроллер не должен быть менее 15% от номинального напряжения контроллера. во время запуска двигателя (ток заторможенного ротора). Кроме того, действующие напряжение на выводах электродвигателя пожарного насоса должно быть не менее 5% от номинального напряжения двигателя, когда двигатель работает на 115 процентов от номинального тока полной нагрузки [695-7].

    Комментарий автора: в следующем месяце в этой статье я приведу примеры и графики, демонстрирующие применение правил NEC по падению напряжения.

    ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕПАДА НАПРЯЖЕНИЯ В ЦЕПИ

    Когда проводники цепи уже установлены, напряжение падение на проводниках можно определить одним из двух методов: Ом закон или формула ВД.

    Метод закона Ома — только однофазный

    Падение напряжения на проводниках цепи можно определить умножением ток цепи по общему сопротивлению проводов цепи: VD = I x R. «I» равно нагрузке в амперах, а «R» равно сопротивлению проводника, как указано в главе 9, таблица 8 для цепи постоянного тока или в главе 9, таблице 9 для переменного токовые цепи. Метод закона Ома нельзя использовать для трехфазного схемы.

    120 вольт Пример: каково падение напряжения на двух проводниках № 12, которые подайте нагрузку 16 ампер, 120 вольт, которая находится в 100 футах от источника питания питания (200 футов провода), рис. 4.

    (а) 3,2 вольт (б) 6,4 вольт (c) 9,6 вольт (г) 12,8 В

    Ответ: (б) 6,4 вольт

    Падение напряжения = I x R

    «I» равно 16 ампер

    «R» равно 0.4 Ом (Глава 9, Таблица 9: (2 Ом / 1000 футов) x 200 футов

    Падение напряжения = 16 ампер x 0,4 Ом

    Падение напряжения = 6,4 В, (6,4 В / 120 В = падение на 5,3%)

    Рабочее напряжение = 120 В — 6,4 В

    Рабочее напряжение = 113,6 В

    Комментарий автора: Падение напряжения на 5,3% для указанной выше параллельной цепи. превышает рекомендации NEC на 3%, но не нарушает NEC, если нагрузка 16 А не рассчитана ниже 113. 6 вольт [110-3 (б)].

    Однофазное напряжение 240 В Пример: какое рабочее напряжение у 44 ампер, 240 В, однофазная нагрузка, расположенная в 160 футах от щитка, если он соединен проводниками № 6, рисунок 5?

    (а) 233,1 вольт (б) 230,8 вольт (c) 228,4 вольт (г) 233,4 В

    Ответ: (а) 233,1 вольт

    Падение напряжения = I x R

    «I» равно 44 амперам

    «R» равно 0.157 Ом (Глава 9, Таблица 9: (0,49 Ом / 1000 футов) x 320 футов

    Падение напряжения = 44 ампера x 0,157 Ом

    Падение напряжения = 6,9 В (6,9 В / 240 В = падение на 2,9%)

    Рабочее напряжение = 240 В — 6,9 В

    Рабочее напряжение = 233,1 В

    Падение напряжения по методу формул

    Когда проводники цепи уже установлены, напряжение падение проводов можно определить с помощью одного из следующих формулы:

    VD = 2 x K x Q x I x D / CM — однофазный

    ВД = 1. 732 x K x Q x I x D / CM — трехфазный

    «VD» = падение напряжения: падение напряжения на проводниках цепи. выражается в вольтах.

    “K” = Постоянная постоянного тока: это постоянная, которая представляет сопротивление постоянному току для проводника в тысячу круглых мил длиной в тысячу футов при рабочей температуре 75º C. Постоянное значение постоянного тока, используемое для меди, составляет 12,9 Ом. и 21.2 Ом используется для алюминиевых проводников. Константа «К» подходит для цепей переменного тока, где жилы не превышает № 1/0.

    «Q» = Коэффициент регулировки переменного тока: Переменный ток цепи № 2/0 и выше должны быть отрегулированы с учетом эффектов самоиндукции. (скин-эффект). Поправочный коэффициент «Q» определяется делением сопротивление переменному току, как указано в таблице 9 главы 9 NEC, на сопротивление постоянному току, как указано в главе 9, таблица 8.

    «I» = Амперы: нагрузка в амперах при 100 процентах, а не 125 процентов для двигателей или постоянных нагрузок.

    «D» = Расстояние: расстояние, на котором нагрузка находится от источника питания. питания, а не общую длину проводников цепи.

    «CM» = Circular-Mils: Круговые милы проводника цепи. как указано в главе 9, таблица 8.

    Однофазный пример: какое падение напряжения для провода № 6 который обеспечивает однофазную нагрузку 44 А, 240 В, расположенную на расстоянии 160 футов с щитка, рисунок 6?

    (а) 4.25 вольт (b) 6,9 вольт (c) 3 процента (г) 5 процентов

    Ответ: (б) 6,9 вольт

    VD = 2 x K x I x D / CM

    K = 12,9 Ом, медь

    I = 44 ампера

    D = 160 футов

    CM = No. 6, 26 240 круговых милов, Глава 9, Таблица 8

    VD = 2 провода x 12,9 Ом x 44 А x 160 футов / 26240 круглых мил

    VD = 6.9 вольт (6,9 вольт / 240 вольт = падение на 2,9%)

    Рабочее напряжение = 240 В — 6,9 В

    Рабочее напряжение = 233,1 В

    Трехфазный Пример: Трехфазная нагрузка 208 В, 36 кВА расположена 80 футов от щитка и соединен алюминиевыми проводниками №1. Какое падение напряжения в проводниках до отключения оборудования, Рисунок 7?

    (а) 3,5 вольт (б) 7 вольт (c) 3 процента (г) 5 процентов

    Ответ: (а) 3.5 вольт

    VD = 1,732 x K x I x D / CM

    K = 21,2 Ом, алюминий

    I = 100 ампер

    D = 80 футов

    CM = № 1, 83690 круговых милов, глава 9, таблица 8

    VD = 1,732 x 21,2 Ом x 100 ампер x 80 футов / 83690 круглых мил

    VD = 3,5 В (3,5 В / 208 В = 1,7%)

    Рабочее напряжение = 208 В — 3,5 В

    Рабочее напряжение = 204,5 В

    Надеюсь, это краткое изложение было полезным.Если вы хотите узнать больше о по этой теме, посетите наш семинар или закажите видео для домашнего обучения программа сегодня.

    .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *