پیامدهای افت ولتاژ در طول کابل و محاسبه تلفات. محاسبه افت ولتاژ سیم ها افت ولتاژ در فرمول خط کابل فشار قوی

خطوط برق جریان را از تابلو برق به مصرف کننده نهایی در طول هادی های حامل جریان با طول های مختلف انتقال می دهند. ولتاژ در نقاط ورودی و خروجی به دلیل تلفات ناشی از طول زیاد هادی یکسان نخواهد بود.

افت ولتاژ در طول کابلبه دلیل عبور جریان زیاد، باعث افزایش مقاومت هادی می شود.

در خطوط با طول قابل توجه، تلفات بیشتر از زمانی است که جریان از هادی های کوتاه با مقطع مشابه عبور می کند. برای اطمینان از اینکه ولتاژ مورد نیاز به شی نهایی تامین می شود، لازم است نصب خطوط را با در نظر گرفتن تلفات در کابل حامل جریان، از طول هادی محاسبه کرد.

نتیجه کمبود ولتاژ

طبق اسناد نظارتی، تلفات در خط از ترانسفورماتور تا دورافتاده ترین منطقه پر انرژی برای تأسیسات مسکونی و عمومی نباید بیش از 9 درصد باشد.

ضرر 5٪ به ورودی اصلی و 4٪ - از ورودی به مصرف کننده نهایی مجاز است. برای سیستم های سه فاز، سه یا چهار سیم، درجه بندی باید 400 ولت ± 10٪ در شرایط عملیاتی عادی باشد.

انحراف یک پارامتر از مقدار نرمال شده می تواند عواقب زیر را داشته باشد:

1. عملکرد نادرست تاسیسات فرار، تجهیزات، وسایل روشنایی.
2. عدم کارکرد وسایل برقی هنگام کاهش ولتاژ ورودی، خرابی تجهیزات.
3. کاهش شتاب گشتاور موتورهای الکتریکی در جریان راه اندازی، اتلاف انرژی در نظر گرفته شده، خاموش شدن موتورها هنگام گرم شدن بیش از حد.
4. توزیع نابرابر بار جریان بین مصرف کنندگان در ابتدای خط و در انتهای راه دور یک سیم بلند.
5. دستگاه‌های روشنایی با نیم گرما کار می‌کنند و در نتیجه استفاده ناکافی از توان جریان در شبکه و اتلاف برق می‌شود.

در حالت عملکرد قابل قبول ترین نشانگر کاهش ولتاژ در کابل 5 درصد در نظر گرفته شده است. این مقدار محاسبه‌شده بهینه است که می‌تواند برای شبکه‌های برق قابل قبول باشد، زیرا در صنعت انرژی جریان‌های توان عظیم در فواصل طولانی منتقل می‌شوند.

تقاضاهای افزایش یافته بر روی ویژگی های خطوط برق اعمال می شود. توجه ویژه به تلفات ولتاژ نه تنها مهم است شبکه های ستون فقرات، بلکه در خطوط ثانویه.

دلایل افت ولتاژ

هر الکترومکانیکی می داند که یک کابل از هادی تشکیل شده است - در عمل از هادی هایی با هسته های مس یا آلومینیوم پیچیده شده در مواد عایق استفاده می شود. سیم در یک پوسته پلیمری مهر و موم شده قرار می گیرد - یک محفظه دی الکتریک.

از آنجایی که هادی های فلزی خیلی محکم در کابل قرار دارند و علاوه بر این توسط لایه های عایق تحت فشار قرار می گیرند، هنگامی که خط اصلی برق طولانی است، هسته های فلزی بر اساس اصل خازن شروع به کار می کنند و باری با راکتانس خازنی ایجاد می کنند.

افت ولتاژ طبق طرح زیر رخ می دهد:

1. هادی حامل جریان بیش از حد گرم می شود و به عنوان بخشی از راکتانس خازن ایجاد می کند.
2. تحت تأثیر دگرگونی‌هایی که روی سیم‌پیچ‌های ترانسفورماتورها، راکتورها و سایر عناصر مدار رخ می‌دهند، قدرت الکتریسیته القایی می‌شود.
3. در نتیجه مقاومت مقاومتی هسته های فلزی به مقاومت فعال هر فاز تبدیل می شود مدار الکتریکی.
4. کابل به یک بار جریان با مقاومت کل (پیچیده) در امتداد هر هسته حامل جریان متصل است.
5. هنگام کار با کابل مطابق مدار سه فاز، سه خط جریان در سه فاز متقارن خواهند بود و هسته خنثی جریانی نزدیک به صفر را عبور می دهد.
6. مقاومت پیچیده هادی ها منجر به کاهش ولتاژ در کابلهنگامی که جریان با انحراف برداری به دلیل مولفه راکتیو عبور می کند.

از نظر گرافیکی، نمودار افت ولتاژ را می توان به صورت زیر نشان داد: یک خط افقی مستقیم از یک نقطه پدید می آید - بردار جریان. از همان نقطه، بردار ولتاژ ورودی U1 و بردار ولتاژ خروجی U2 با زاویه ای نسبت به جریان با زاویه کمتری خارج می شوند. سپس افت ولتاژ در طول خط برابر با اختلاف هندسی بین بردارهای U1 و U2 است.

شکل 1. نمایش گرافیکی افت ولتاژ

در شکل نشان داده شده، مثلث قائم الزاویه ABC نشان دهنده افت و افت ولتاژ در طول یک خط کابل طولانی است. قطعه AB هیپوتنوز یک مثلث قائم الزاویه است و در همان زمان افت، پایه های AC و BC افت ولتاژ را با در نظر گرفتن فعال و راکتانس نشان می دهند و قطعه AD میزان تلفات را نشان می دهد.

انجام چنین محاسباتی به صورت دستی بسیار دشوار است. این نمودار برای نشان دادن بصری فرآیندهایی است که در یک مدار الکتریکی در فواصل طولانی هنگام عبور جریان یک بار معین اتفاق می‌افتند.

محاسبه با استفاده از فرمول

در عمل، هنگام نصب خطوط برق از نوع تنه و توزیع کابل ها به مصرف کننده نهایی با توزیع بیشتر در محل، از کابل مسی یا آلومینیومی استفاده می شود.

مقاومت برای هادی ها ثابت است، برای مس p = 0.0175 اهم * mm2 / m، برای هادی های آلومینیومی p = 0.028 اهم * mm2 / m.

با دانستن مقاومت و قدرت جریان، محاسبه ولتاژ با استفاده از فرمول U = RI و فرمول R = p*l/S آسان است که در آن مقادیر زیر استفاده می شود:

• مقاومت سیم - ص.
• طول کابل حامل جریان l است.
• سطح مقطع هادی S می باشد.
• جریان بار بر حسب آمپر - I.
• مقاومت هادی - R.
• ولتاژ در مدار الکتریکی U است.

با استفاده از فرمول های ساده در یک مثال ساده: قرار است چندین سوکت در یک پسوند جدا از یک خانه خصوصی نصب شود. یک هادی مسی با سطح مقطع 1.5 متر مربع برای نصب انتخاب شد. میلی متر، اگرچه برای یک کابل آلومینیومی، ماهیت محاسبات تغییر نمی کند.

از آنجایی که جریان از طریق سیم ها به عقب و جلو می رود، باید در نظر داشته باشید که فاصله طول کابل باید دو برابر شود. اگر فرض کنیم که پریزها چهل متر از خانه نصب می شوند و حداکثر توان دستگاه ها 4 کیلو وات با جریان 16 A است، با استفاده از فرمول می توان تلفات ولتاژ را محاسبه کرد:

U = 0.0175 * 40 * 2 / 1.5 * 16

اگر مقدار به دست آمده را با مقدار اسمی یک خط تک فاز 220 ولت 50 هرتز مقایسه کنیم، معلوم می شود که افت ولتاژ: 220-14.93 = 205.07 ولت است.

چنین تلفاتی 93/14 ولت عملاً 8/6 درصد ولتاژ ورودی (اسمی) در شبکه است. مقداری که برای گروه برق پریزها و وسایل روشنایی غیرقابل قبول است، تلفات قابل توجه خواهد بود: سوکت ها جریان کمتر از توان کامل را عبور می دهند و وسایل روشنایی با گرمای کمتری کار می کنند.

توان گرمایش هادی P = UI = 14.93 * 16 = 238.9 W خواهد بود. این درصد تلفات در تئوری بدون در نظر گرفتن افت ولتاژ در نقاط اتصال سیم ها و تماس های گروه سوکت است.

انجام محاسبات پیچیده

برای محاسبه دقیق تر و قابل اطمینان تر تلفات ولتاژ در خط، لازم است مقاومت راکتیو و فعال را در نظر بگیرید که با هم یک مقاومت پیچیده و قدرت را تشکیل می دهند.

برای انجام محاسبات افت ولتاژ کابلاز فرمول استفاده کنید:

∆U = (P*r0+Q*x0)*L/U نام

این فرمول حاوی مقادیر زیر است:

• P، Q - توان فعال، راکتیو.
• r0، x0 - فعال، راکتانس.
• U nom - ولتاژ نامی.

برای اطمینان از بار بهینه در خطوط انتقال سه فاز، بارگیری یکنواخت آنها ضروری است. برای انجام این کار، توصیه می شود موتورهای برق قدرت را به سیم های خطی و برق را به دستگاه های روشنایی - بین فازها و خط خنثی متصل کنید.

سه گزینه اتصال بار وجود دارد:

• از تابلو برق تا انتهای خط؛
• از تابلو برق با توزیع یکنواخت در طول کابل؛
• از تابلو برق تا دو خط ترکیبی با توزیع بار یکنواخت.

مثالی از محاسبه تلفات ولتاژ: کل مصرف برق همه تاسیسات فرار در یک خانه یا آپارتمان 3.5 کیلو وات است - مقدار متوسط ​​برای مقدار کملوازم برقی قدرتمند اگر همه بارها فعال هستند (همه دستگاه ها به شبکه متصل هستند)، cosφ = 1 (زاویه بین بردار جریان و بردار ولتاژ). با استفاده از فرمول I = P/(Ucosφ)، قدرت جریان I = 3.5*1000/220 = 15.9 A را بدست می آوریم.

محاسبات بیشتر: اگر از کابل مسی با سطح مقطع 1.5 متر مربع استفاده می کنید. میلی متر، مقاومت 0.0175 اهم * میلی متر مربع و طول کابل دو هسته ای برای سیم کشی 30 متر است.

طبق فرمول، افت ولتاژ عبارت است از:

∆U = I*R/U*100%، که در آن جریان 15.9 A است، مقاومت 2 (دو سیم) * 0.0175 * 30/1.5 = 0.7 اهم است. سپس ∆U = 15.9*0.7/220*100% = 5.06%.

مقدار به دست آمده اندکی از افت پنج درصدی توصیه شده توسط اسناد نظارتی فراتر می رود. در اصل، می توانید نمودار را برای چنین اتصالی رها کنید، اما اگر مقادیر اصلی فرمول تحت تأثیر یک عامل حساب نشده قرار گیرد، تلفات از مقدار مجاز فراتر می رود.

این برای مصرف کننده نهایی چه معنایی دارد؟ پرداخت برای برق مصرفی عرضه شده به تابلوی توزیع با ظرفیت کامل در صورت مصرف واقعی برق با ولتاژ پایین.

استفاده از جداول آماده

چگونه یک صنعتگر یا متخصص خانگی می تواند سیستم محاسباتی را هنگام تعیین تلفات ولتاژ در طول کابل ساده کند؟ می توانید از جداول ویژه ای که در ادبیات بسیار تخصصی برای مهندسان خطوط برق ارائه شده است استفاده کنید.

جداول بر اساس دو پارامتر اصلی - طول کابل 1000 متر و مقدار جریان 1 A محاسبه می شود.

به عنوان نمونه جدولی با محاسبات آماده مدارهای برق تکفاز و سه فاز و روشنایی مس و آلومینیوم با مقاطع مختلف از 1.5 تا 70 متر مربع ارائه شده است. میلی متر هنگامی که برق به موتور الکتریکی تامین می شود.

جدول 1. تعیین افت ولتاژ در طول کابل		سطح مقطع، mm2			خط تک فاز
		خط سه فاز		تغذیه	خط سه فاز		تغذیه
		نورپردازی	حالت		نورپردازی	حالت
شروع کنید	مس	آلومینیوم	کسینوس زاویه فاز = 0.8	کسینوس زاویه فاز = 0.35	آلومینیوم	کسینوس زاویه فاز = 0.8	کسینوس زاویه فاز = 0.35
1,5		24,0	10,6	30,0	20,0	9,4	25,0
2,5		14,4	6,4	18,0	12,0	5,7	15,0
4,0		9,1	4,1	11,2	8,0	3,6	9,5
6,0	10,0	6,1	2,9	7,5	5,3	2,5	6,2
10,0	16,0	3,7	1,7	4,5	3,2	1,5	3,6
16,0	25,0	2,36	1,15	2,8	2,05	1,0	2,4
25,0	35,0	1,5	0,75	1,8	1,3	0,65	1,5
35,0	50,0	1,15	0,6	1,29	1,0	0,52	1,1
50,0	70,0	0,86	0,47	0,95	0,75	0,41	0,77

کسینوس زاویه فاز = 1

استفاده از جداول برای محاسبات هنگام طراحی خطوط برق بسیار راحت است. مثال محاسبه: موتور با جریان نامی 100 A کار می کند، اما در هنگام راه اندازی جریان 500 A در طول کارکرد عادی، cos ȹ 0.8 و در راه اندازی مقدار 0.35 است. تابلو برق جریان 1000 A را توزیع می کند. تلفات ولتاژ با استفاده از فرمول ∆U% = 100∆U/U اسمی محاسبه می شود.

موتور برای قدرت بالا طراحی شده است، بنابراین منطقی است که از سیمی با سطح مقطع 35 متر مربع برای اتصال استفاده کنید. میلی متر، برای یک مدار سه فاز در عملکرد معمولی موتور، افت ولتاژ 1 ولت در طول سیم به طول 1 کیلومتر است. اگر طول سیم کوتاهتر باشد (مثلاً 50 متر)، جریان 100 A است، آنگاه افت ولتاژ به:

∆U = 1 V * 0.05 کیلومتر * 100A = 5 ولت

تلفات در تابلو هنگام راه اندازی موتور 10 ولت است. افت کل 5 + 10 = 15 ولت است که به عنوان درصدی از مقدار اسمی 100 * 15 * / 400 = 3.75٪ است. عدد حاصل از مقدار مجاز تجاوز نمی کند، بنابراین نصب چنین خط برق کاملاً واقعی است.

در زمان راه اندازی موتور، جریان باید 500 A باشد و در طول حالت کار - 100 A، تفاوت 400 A است که در آن جریان در تابلو توزیع افزایش می یابد. 1000 + 400 = 1400 A. جدول 1 نشان می دهد که هنگام راه اندازی موتور، تلفات در طول کابل 1 کیلومتر برابر با 0.52 ولت است، سپس

ΔU هنگام راه اندازی = 0.52 * 0.05 * 500 = 13 ولت

سپر ∆U = 10*1400/100 = 14 ولت

∆U کل = 13+14 = 27 ولت، به عنوان درصد ∆U = 27/400*100 = 6.75% - مقدار مجاز، از حداکثر مقدار 8 درصد تجاوز نمی کند. با در نظر گرفتن تمام پارامترها، نصب خط برق قابل قبول است.

محاسبات، جداول، نمودارها، نمودارها - ابزار دقیق برای محاسبه افت ولتاژ در طول کابل. اگر محاسبات را با استفاده از ماشین حساب آنلاین انجام دهید، می توانید کار خود را آسان تر کنید.مزایا واضح است، اما ارزش آن را دارد که داده ها را در چندین منبع بررسی کنید و از مقدار متوسط ​​به دست آمده شروع کنید.

این چگونه کار می کند:

1. ماشین حساب آنلاین برای انجام سریع محاسبات بر اساس داده های اولیه طراحی شده است.
2. شما باید مقادیر زیر را در ماشین حساب وارد کنید - جریان (متناوب، مستقیم)، هادی (مس، آلومینیوم)، طول خط، مقطع کابل.
3. حتماً پارامترهای تعداد فاز، توان، ولتاژ شبکه، ضریب توان، دمای کار خط را وارد کنید.
4. پس از وارد کردن داده های اولیه، برنامه افت ولتاژ در طول خط کابل را با حداکثر دقت تعیین می کند.
5. اگر مقادیر اولیه اشتباه وارد شوند، می توان نتیجه غیر قابل اعتمادی به دست آورد.

شما می توانید از چنین سیستمی برای انجام محاسبات اولیه استفاده کنید، زیرا ماشین حساب های خدماتی در منابع مختلف همیشه نتیجه یکسانی را نشان نمی دهند: نتیجه با در نظر گرفتن بسیاری از عوامل به اجرای شایسته برنامه بستگی دارد.

با این حال، می توانید محاسبات را روی سه ماشین حساب انجام دهید، مقدار متوسط ​​را بگیرید و در مرحله طراحی اولیه بر روی آن بسازید.

نحوه کاهش ضرر

بدیهی است که هر چه کابل روی خط طولانی تر باشد، مقاومت هادی در هنگام عبور جریان بیشتر می شود و بر این اساس، افت ولتاژ بیشتر می شود.

راه های مختلفی برای کاهش درصد تلفات وجود دارد که می توان از آنها به طور مستقل یا ترکیبی استفاده کرد:

1. از کابلی با سطح مقطع بزرگتر استفاده کنید، محاسبات را در رابطه با هادی متفاوت انجام دهید. افزایش سطح مقطع هادی های حامل جریان را می توان با اتصال دو سیم به صورت موازی به دست آورد. سطح مقطع کل افزایش می یابد، بار به طور مساوی توزیع می شود و افت ولتاژ کمتر می شود.
2. طول کار هادی را کاهش دهید. این روش موثر است، اما همیشه نمی توان از آن استفاده کرد. در صورت وجود طول هادی یدکی می توان طول کابل را کاهش داد. در شرکت های با فناوری پیشرفته، در صورتی که هزینه های فرآیند فشرده کار بسیار کمتر از هزینه های نصب یک خط جدید با سطح مقطع بزرگ هسته ها باشد، در نظر گرفتن گزینه نصب مجدد کابل کاملاً واقع بینانه است.
3. جریان برق منتقل شده از طریق کابل های بلند را کاهش دهید. برای انجام این کار، می توانید چندین مصرف کننده را از خط جدا کرده و آنها را از طریق یک مدار بای پس وصل کنید. این روش در شبکه های با انشعاب خوب با بزرگراه های پشتیبان قابل اجرا است. هرچه توان انتقالی از طریق کابل کمتر باشد، هادی کمتر گرم می شود، مقاومت و افت ولتاژ کاهش می یابد.

توجه! هنگامی که کابل در دماهای بالا کار می کند، هادی گرم می شود و افت ولتاژ افزایش می یابد. تلفات را می توان با استفاده از عایق حرارتی اضافی یا گذاشتن کابل در امتداد مسیر دیگری که دما به میزان قابل توجهی پایین تر است کاهش داد.

محاسبه تلفات ولتاژ یکی از وظایف اصلی صنعت انرژی است. اگر برای مصرف کننده نهایی افت ولتاژ در خط و تلفات برق تقریباً غیر قابل توجه باشد ، برای شرکت ها و سازمان های بزرگی که در تامین برق تاسیسات فعالیت دارند ، آنها چشمگیر هستند. اگر همه محاسبات به درستی انجام شود، می توان افت ولتاژ را کاهش داد.

من علاقه مند به عادی سازی افت ولتاژ در خطوط در بخش های مختلف شبکه برق هستم:

CPU - TP (RTP) - ASU (سوئیچ اصلی) - ShchO (ShchR یا ShchS) - شماره. لامپ EO (قوی ترین n.a. EP).

اختصارات پذیرفته شده (برای تعاریف، به فصل 7.1 PUE و در پایان این مقاله مراجعه کنید):

• امکان سنجی – امکان سنجی،
• CPU - مرکز قدرت،
• TP – پست ترانسفورماتور،
• RTP – پست ترانسفورماتور توزیع،
• ASU – دستگاه توزیع ورودی،
• تابلو برق اصلی - اصلی تابلو برق,
• ШО – پانل روشنایی کار،
• ShchAO - پانل روشنایی اضطراری،
• ShchR - تابلو توزیع،
• ShchS - سپر قدرت،
• EO - روشنایی الکتریکی،
• EP – گیرنده الکتریکی،
• اتحادیه اروپا – نصب و راه اندازی برق،
• خوب - دورترین،
• r.l. - خط توزیع،
• gr.l. - خط گروهی
• d.z.u.o.n. - مقادیر مجاز انحراف ولتاژ حالت پایدار.

افت ولتاژ در سیستم منبع تغذیه مقداری برابر با تفاوت بین مقادیر حالت پایدار ولتاژ موثر اندازه گیری شده در دو نقطه از سیستم منبع تغذیه است (GOST 23875-88 "کیفیت انرژی الکتریکی. شرایط و تعاریف" به عنوان مثال، تفاوت جبری بین ولتاژ در ابتدا (مثلاً در منبع تغذیه منبع) و در انتهای (در پایانه های گیرنده الکتریکی) خط.

در سیم پیچ های ثانویه ترانسفورماتورهای TP، ولتاژ 0.4 کیلو ولت است (بند 1.2.23 PUE، ویرایش 7)، یعنی. 105٪ ولتاژ نامی شبکه برق 0.38 کیلو ولت (GOST 721 و GOST 21128). ما یک افت ولتاژ "در دسترس" از شینه های ترانسفورماتور به ASU در حالت عادی 5٪ داریم - مقدار متوسط ​​در 4-6٪ است (بند 5.2.4 RD 34.20.185-94). به طور معمول مقادیر مجاز انحراف ولتاژ حالت پایدار در پایانه های ED ± 5٪ از ولتاژ نامی شبکه است (بند 5.2 GOST 13109-97).

ما یک افت ولتاژ "در دسترس" ≈10٪ از شینه های تابلو برق 0.4 کیلوولت TP به شماره داریم. ED، اما توصیه می شود که مجموع تلفات ولتاژ از شینه های ترانسفورماتور به شماره شماره. لامپ های EO از 7.5٪ تجاوز نکردند (SP 31-110-2003). این بدان معنی است که اگر از شینه های 0.4 کیلوولت پست ترانسفورماتور به ASU - 5٪ باشد، سپس در بخش از ASU به شماره. لامپ های EO بیش از 2.5٪ نیست و برای سایر EO ها تلفات در ساختمان های EO نباید از 4٪ تجاوز کند (GOST R 50571.15-97):

• از باسبارهای TP به ASU - 5٪ (380V)؛
• از لاستیک های تی پی تا n.u. لامپ های EO - 7.5٪ (370 ولت)؛
• از لاستیک های تی پی تا n.u. EP - 9٪ (364.8V).

و تلفات ولتاژ در منبع تغذیه ساختمان در بخش های مختلف شبکه برق، یعنی. r.l. و gr.l. (به ستون های «ب» و «ج» جدول 1 مراجعه کنید)، استاندارد نیستند و بر اساس شرایط خاص، مطالعات امکان سنجی و غیره انتخاب می شوند. از نقطه نظر کاهش پیچیدگی طراحی، تلفات ولتاژ در بخش های مختلف شبکه الکتریکی، به نظر من، می تواند به شرح زیر باشد، از ASU تا:

• خوب لامپ های EO بیش از 2.5٪ نیست
• r.l. تا ShchO - 0.5٪
• gr.l. قبل از میلاد لامپ های EO - 2٪.
• خوب ES نباید از 4٪ تجاوز کند
• r.l. تا ShchR - 2٪
• خطوط به n.o. EP - 2٪.
• موتور الکتریکی، تجهیزات الکترونیکی و تجهیزات ویژه - طبق گذرنامه، اما نه بیش از 15٪.
• برای مدارهای ولتاژ کنتورهای برق - 0.5٪ (RM-2559).

افت ولتاژ در هر خط گروه (با سطح مقطع هادی برابر) در شبکه های تجهیزات الکتریکی داخلی و پریزها نیازی به محاسبه ندارد، زیرا هیچ دستورالعمل فعلی وجود ندارد که نیاز به انجام چنین محاسبه ای داشته باشد، که فقط برای شناسایی مقادیر در بدترین شرایط، به عنوان مثال، ضروری است. برای n.o. لامپ EO و پر بارترین خط n.o. EP.

بر اساس تجربه طراحی، تلفات ولتاژ در خطوط گروهی درون آپارتمانی روشنایی عمومی را می توان معادل 1-0.8٪ در نظر گرفت (Tulchin I.K.، Nudler G.I.، شبکه های برق و تجهیزات الکتریکی مسکونی و ساختمان های عمومی- ویرایش دوم، م.: Energoatomizdat، 1990; جدول را ببینید 16.1 "محدودیت تلفات ولتاژ مجاز که در آن پارامترهای شبکه الکتریکی دارای مقادیر نزدیک به بهینه هستند" در صفحه 253).

در اتوبوس‌های ایستگاه‌های ترانسفورماتور غیرجریان، در دوره کمترین بار در شبکه‌ها، ولتاژ بیش از 100٪ ولتاژ نامی (بند 1.2.23 PUE، ویرایش 7) و تلفات ولتاژ، بسته به توان بار در شبکه ها به نسبت کاهش می یابد.

اما این همه ماجرا نیست! لازم است برای تلفات ولتاژ در حالت پس از اضطرار محاسبه شود تا از حداکثر مقادیر مجاز انحراف ولتاژ حالت پایدار (GOST 13109-97) فراتر نرود: ± 10٪ از ولتاژ نامی شبکه الکتریکی مطابق با GOST 721 و GOST 21128 (ولتاژ نامی). محاسبه تلفات ولتاژ در حالت پس از اضطرار m.b. به عنوان مثال، برای خطوط کابلی متقابلاً اضافی.

موقعیت Rostechnadzor:
نشریه اطلاعات و مرجع «اخبار مهندسی برق»
ضمیمه سالانه «پرسش و پاسخ» ضمیمه مجله شماره 6(48) 2007.

طراحان در درک SP 31-110-2003، بند 7.23 اختلاف نظرهای زیادی دارند. انحراف ولتاژ از ولتاژ اسمی در پایانه های گیرنده های برق قدرت و شماره. لامپ های EO نباید بیش از 5٪ از هنجار باشد. حالت، و از لاستیک های TP به n.u. لامپ EO - 7.5٪. این بدان معنی است که ARU هیچ است. لامپ های EO - 5٪ از 380/220 V، اما پس از آن باید یک ولتاژ افزایش یافته از پست ترانسفورماتور به ASU تامین شود تا مقدار ولتاژ نامی در ASU با در نظر گرفتن تلفات در این خط (2.5٪) به دست آید.

اول از همه، مفاهیم "انحراف ولتاژ" و "افت ولتاژ" باید متمایز شوند. بند اول بند 7.23 SP 31-110-2003 انحراف ولتاژ از ولتاژ اسمی را در پایانه های گیرنده های الکتریکی لامپ های رشته ای عادی می کند. بند سوم بند 7.23 SP 31-110-2003 به اتلاف ولتاژ در خطوط در منطقه از باس های 0.4 کیلوولت پست ترانسفورماتور 6-10/0.4 کیلوولت به دورترین گیرنده برق می پردازد.
رعایت شرایط بند اول الزامی است، بند سوم توصیه می شود.
مطابق دستورالعمل بند 1.2.23 ویرایش هفتم PUE، ولتاژ شین‌های با ولتاژ 3-20 کیلوولت نیروگاه‌ها و پست‌ها باید حداقل 105 درصد از مقدار نامی در طول دوره بالاترین بارها حفظ شود. و حداقل 100% مقدار نامی در دوره کمترین بار در این شبکه ها.
با در نظر گرفتن این مفاد اولیه، بررسی مقاطع هادی انتخاب شده با توجه به سایر شرایط ضروری است. تلفات ولتاژ در خطوط در حالت عادی باید به گونه ای باشد که در پایانه های گیرنده الکتریکی از راه دور، ولتاژ، هم در بالاترین و هم در کمترین بار، در محدوده 5±٪ از ولتاژ اسمی باشد. هنگام بررسی سطح مقطع هادی های انتخاب شده برای از دست دادن ولتاژ، باید موقعیت سوئیچ شیر در پست های ترانسفورماتور با ولتاژ 6-10/0.4 کیلو ولت را در نظر گرفت.

ویکتور شاتروف، دستیار Rostechnadzor.

مراجع هنجاری:

نسخه هفتم PUE.
سطوح ولتاژ و تنظیم، جبران توان راکتیو.

1.2.22. برای شبکه های الکتریکی، اقدامات فنی باید برای اطمینان ارائه شود کیفیت انرژی الکتریکی مطابق با الزامات GOST 13109.

1.2.23. دستگاه‌های تنظیم ولتاژ باید اطمینان حاصل کنند که ولتاژ اتوبوس‌های با ولتاژ 3-20 کیلوولت نیروگاه‌ها و پست‌هایی که شبکه‌های توزیع به آنها متصل هستند، در محدوده حداقل 105 درصد از مقدار نامی در طول دوره بیشترین بارها حفظ شود. و در دوره کمترین بارگذاری این شبکه ها از 100% مقدار نامی بیشتر نباشد. انحراف از سطوح ولتاژ مشخص شده باید توجیه شود.

1.2.24. انتخاب و قرار دادن دستگاه های جبران توان راکتیو در شبکه های الکتریکیبر اساس نیاز به اطمینان از ظرفیت شبکه مورد نیاز در حالت عادی و پس از اضطرار با حفظ سطوح ولتاژ مورد نیاز و حاشیه پایداری انجام می شود.

GOST 13109-97. استانداردهای کیفیت انرژی الکتریکی در سیستم های منبع تغذیه عمومی.5.2. انحراف ولتاژ.

انحراف ولتاژ با نشانگر انحراف ولتاژ حالت پایدار مشخص می شود. که استانداردهای زیر را ایجاد می کند:

• معمولاً مقادیر مجاز و حداکثر مجاز انحراف ولتاژ حالت پایدار δUу در پایانه های گیرنده های انرژی الکتریکی به ترتیب برابر با 5 ± و 10 ± درصد ولتاژ نامی شبکه الکتریکی مطابق با GOST 721 و GOST 21128 است. (ولتاژ نامی)؛
• معمولاً مقادیر مجاز و حداکثر مجاز انحراف ولتاژ حالت پایدار در نقاط اتصال مشترک مصرف کنندگان انرژی الکتریکی به شبکه های الکتریکی با ولتاژ 0.38 کیلو ولت یا بیشتر باید در قراردادهای استفاده از انرژی الکتریکی بین سازمان تأمین انرژی تعیین شود. و مصرف کننده با در نظر گرفتن نیاز به رعایت هنجارهای این استاندارد در پایانه های گیرنده های انرژی الکتریکی.

RD 34.20.185-94
دستورالعمل طراحی شبکه های برق شهری.
چ. 5.2 سطوح ولتاژ و تنظیم، جبران توان راکتیو

5.2.4. انتخاب اولیه مقاطع سیم و کابل را می توان بر اساس مقادیر متوسط ​​حداکثر تلفات ولتاژ در حالت عادی انجام داد: در شبکه های 10(6) کیلوولت بیش از 6٪، در شبکه های 0.38 کیلوولت (از پست های ترانسفورماتور تا ورودی های ساختمان). ) بیش از 4-6٪ نیست.

مقادير بزرگتر به خطوط تأمين كننده ساختمانهايي با تلفات ولتاژ كمتر در شبكه هاي داخل خانه (ساختمانهاي كم ارتفاع و تك قسمتي) و مقادير كوچكتر به خطوط تأمين كننده ساختمانهايي با تلفات ولتاژ بيشتر در شبكه هاي داخل خانه اشاره دارد. ساختمان های مسکونی چندبخشی، ساختمان ها و موسسات عمومی بزرگ).

SP 31-110-2003
طراحی و نصب تاسیسات برقی ساختمانهای مسکونی و عمومی.
7. نمودارهای شبکه الکتریکی.

7.23 انحراف ولتاژ از ولتاژ نامی در پایانه های گیرنده های برق قدرت و دورترین لامپ های روشنایی الکتریکی نباید در حالت عادی از 5±٪ تجاوز کند و حداکثر مجاز در حالت پس از اضطرار در بالاترین بارهای طراحی ± 10٪ است. در شبکه های با ولتاژ 12-50 ولت (با احتساب منبع تغذیه، به عنوان مثال یک ترانسفورماتور کاهنده)، انحراف ولتاژ مجاز است تا 10٪ پذیرفته شود.

برای تعدادی از گیرنده های الکتریکی (دستگاه های کنترلی، موتورهای الکتریکی)، کاهش ولتاژ در حالت های راه اندازی در محدوده مقادیر تنظیم شده برای این گیرنده های الکتریکی مجاز است، اما نه بیش از 15٪.

با در نظر گرفتن انحرافات تنظیم شده از مقدار اسمی، مجموع تلفات ولتاژ از شین های 0.4 کیلوولت TP به دورترین لامپ روشنایی عمومی در ساختمان های مسکونی و عمومی نمی باشد. به طور معمول باید از 7.5٪ تجاوز کند. محدوده تغییرات ولتاژ در پایانه های گیرنده های الکتریکی هنگام راه اندازی موتور الکتریکی نباید از مقادیر تعیین شده توسط GOST 13109 تجاوز کند.

GOST R 50571.15-97 (IEC 364-5-52-93). تاسیسات برقی ساختمان.
قسمت 5. انتخاب و نصب تجهیزات الکتریکی. فصل 52. سیم کشی برق.
525. تلفات ولتاژ در تاسیسات برقی ساختمان.

تلفات ولتاژ در تاسیسات برقی ساختمانها نباید از 4% ولتاژ نامی تاسیسات تجاوز کند. شرایط موقتی مانند گذرا و نوسانات ولتاژ [ناشی از سوئیچینگ معیوب] در نظر گرفته نمی شود.

IEC 60364-7-714-1996، IEC 60364-7-714 (1996). تاسیسات برقی ساختمان.
قسمت 7. الزامات برای تاسیسات یا محل های خاص.
بند 714. تأسیسات روشنایی بیرونی.

714.512. افت ولتاژ در شرایط عملیاتی عادی باید با شرایط ناشی از جریان هجومی لامپ ها سازگار باشد.

RD 34.20.501-95
قوانین عملیات فنی نیروگاه ها و شبکه های فدراسیون روسیه.
5. تجهیزات برق نیروگاه ها و شبکه ها.

5.12.7. شبکه روشنایی نیروگاه ها باید از طریق تثبیت کننده ها یا از ترانسفورماتورهای جداگانه برق دریافت کند و از توانایی حفظ ولتاژ روشنایی در محدوده مورد نیاز اطمینان حاصل کند. ولتاژ روی لامپ ها نباید بیشتر از ولتاژ نامی باشد. افت ولتاژ در دورافتاده ترین لامپ های شبکه روشنایی داخلی و همچنین تاسیسات نورافکن نباید بیش از 5٪ ولتاژ نامی باشد. برای دورترین لامپ های شبکه روشنایی خارجی و اضطراری و در شبکه 12-42 ولت، بیش از 10٪ (برای لامپ های فلورسنت، حداکثر 7.5٪).

GOST R IEC 60204-1-99 (IEC 60204-1). ایمنی ماشین.
تجهیزات الکتریکی ماشین آلات و مکانیزم ها. الزامات عمومی
13 کابل و سیم. 13.5 افت ولتاژ روی سیم ها

در شرایط عملیاتی عادی، افت ولتاژ بین منبع تغذیه و نقطه اعمال بار نباید از 5% مقدار نامی تجاوز کند.

RM 2559
دستورالعمل طراحی کنتور مصرف برق در ساختمان های مسکونی و عمومی.

5.15. سطح مقطع و طول سیم ها و کابل های مورد استفاده برای مدارهای ولتاژ کنتور باید به گونه ای انتخاب شود که تلفات ولتاژ بیش از 0.5٪ ولتاژ نامی نباشد.

در خانه، ما اغلب برای روشن کردن موقت (معمولاً دائمی) لوازم خانگی از کابل های داخلی قابل حمل - سوکت ها استفاده می کنیم: بخاری برقی، تهویه مطبوع، اتو با مصرف جریان بالا. کابل این سیم پسوند معمولاً بر اساس اصل هر چیزی که به دست می آید انتخاب می شود و این همیشه با پارامترهای الکتریکی مورد نیاز مطابقت ندارد.

بسته به قطر (یا سطح مقطع سیم به میلی متر مربع)، سیم دارای مقاومت الکتریکی مشخصی برای عبور جریان الکتریکی است.

هر چه سطح مقطع هادی بزرگتر باشد، مقاومت الکتریکی آن کمتر می شود، افت ولتاژ در آن کمتر می شود. بر این اساس، اتلاف برق کمتری در سیم به دلیل گرمایش آن وجود دارد.

اجرا کنیم تحلیل مقایسه ایتلفات برق ناشی از گرمایش در سیم بسته به مقطع آن. بیایید رایج ترین کابل ها در زندگی روزمره را با سطح مقطع: 0.75; 1.5; 2.5 میلی متر مربع برای دو سیم داخلی با طول کابل: L = 5 متر و L = 10 متر.

بیایید به عنوان مثال یک بار در قالب یک بخاری برقی استاندارد با پارامترهای الکتریکی در نظر بگیریم: - ولتاژ تغذیه U = 220 ولت. - قدرت بخاری برقی P = 2.2 KW = 2200 W; - مصرف جریان I = P / U = 2200 W / 220 V = 10 A.

از ادبیات مرجع، اجازه دهید داده های مقاومت برای 1 متر سیم با مقاطع مختلف را در نظر بگیریم.

جدول مقاومت 1 متر سیم ساخته شده از مس و آلومینیوم آورده شده است.

بیایید اتلاف انرژی صرف شده برای گرمایش را برای مقطع سیم S = 0.75 mm2 محاسبه کنیم. سیم از مس ساخته شده است.

مقاومت 1 متر سیم (از جدول) R1 = 0.023 اهم. طول کابل L = 5 متر. طول سیم در کابل (آنجا و پشت) 2 · L = 2 · 5 = 10 متر است. مقاومت الکتریکیسیم در کابل R = 2 · L · R1 = 2 · 5 · 0.023 = 0.23 اهم.

افت ولتاژ در کابل هنگام عبور جریان I = 10 A خواهد بود: U = I · R = 10 A · 0.23 اهم = 2.3 V. تلفات برق برای گرمایش در خود کابل خواهد بود: P = U · I = 2.3 V · 10 A = 23 W.

اگر طول کابل L = 10 متر باشد (همان بخش S = 0.75 میلی متر مربع)، تلفات برق در کابل 46 وات خواهد بود. این تقریباً 2 درصد برق مصرفی بخاری برقی از شبکه است.

برای کابل با هادی های آلومینیومی با سطح مقطع یکسان S = 0.75 mm.sq. قرائت ها افزایش می یابد و به 34.5- وات برای L = 5 متر می رسد. برای L = 10 متر - 69 وات.

تمام داده های محاسباتی برای کابل های با مقطع 0.75؛ 1.5; 2.5 میلی متر مربع برای طول کابل L = 5 و L = 10 متر در جدول آورده شده است. کجا: S – سطح مقطع سیم در میلی متر مربع؛ R1 - مقاومت 1 متر سیم در اهم. R - مقاومت کابل بر حسب اهم؛ U - افت ولتاژ در کابل بر حسب ولت؛ P - تلفات برق در کابل بر حسب وات یا درصد.

از این محاسبات چه نتیجه ای باید گرفت؟

• - کابل مسی با سطح مقطع یکسان دارای حاشیه ایمنی بیشتر و تلفات برق کمتری در اثر گرمایش سیم P است.
• - با افزایش طول کابل، تلفات P برای جبران تلفات افزایش می یابد، باید سطح مقطع سیم های کابل S را افزایش داد.
• - توصیه می شود کابلی با روکش لاستیکی و هسته های کابل چند هسته ای انتخاب کنید.

برای سیم داخلی، استفاده از سوکت یورو و دوشاخه یورو توصیه می شود. پین های فیش یورو دارای قطر 5 میلی متر هستند. دوشاخه برق ساده دارای قطر پین 4 میلی متر است. دوشاخه های یورو طوری طراحی شده اند که جریان بیشتری را نسبت به یک سوکت و دوشاخه ساده منتقل کنند. هرچه قطر پین های دوشاخه بزرگتر باشد، سطح تماس در محل اتصال دوشاخه و پریز بزرگتر است، بنابراین مقاومت انتقال کمتر می شود. این باعث گرمای کمتر در محل اتصال دوشاخه و پریز می شود.

domasniyelektromaster.ru

محاسبه تلفات کابل

در حین کار، هادی ها گرم می شوند و گرما تولید می کنند. هر چه ولتاژ و مقاومت هسته ها بیشتر باشد، تلفات کابل بیشتر می شود.

تلفات به صورت درصدی از ولتاژ نامی نشان داده می شود.

برای جلوگیری از خطا در محاسبات، مرسوم است که از جداول Knorring بر اساس رابطه بین توان بار فعلی و طول خط برق استفاده شود.

	لحظه بارگذاری برای هادی های مسی، کیلووات بر متر، خطوط دو سیمه برای ولتاژ 220 ولت

جدول 2 ولتاژ 380/220 ولت برای خطوط سه فاز و چهار فاز. در صورت وجود اختلاف در بارها در خطوط، محاسبات مطابق جدول 1 انجام می شود.

ممان بارگذاری برای هادی های مسی کیلووات∙متر، خطوط چهار سیمه سه فاز با صفر برای ولتاژ 380/220 ولت یا سه سیم سه فاز بدون صفر برای 380 ولت با مقطع هادی s، mm2 برابر

	لحظه بار برای هادی های مسی، کیلووات بر متر، خطوط دو سیمه برای ولتاژ 12 ولت
با سطح مقطع هادی s، mm2، برابر است

عملکرد بهینه کابل برق با تلفات بیش از 5٪ امکان پذیر است. اگر رقم حاصل بیشتر باشد، لازم است کابل را با سطح مقطع بزرگتری از هادی جایگزین کنید. در غیر این صورت، سیستم کار نمی کند و احتمال اتصال کوتاه نیز افزایش می یابد. خرید کنید کابل برقبا سطح مقطع بزرگتر از حد لازم نیز ارزش آن را ندارد. این به طور قابل توجهی هزینه شبکه های عملیاتی را افزایش می دهد.

هنگام انتخاب کابل، با شاخص های به دست آمده در طول محاسبات هدایت شوید.

ivkz.ru

از دست دادن کابل بسته به طول جدول

محاسبه تلفات ولتاژ در کابل به صورت آنلاین. از دست دادن ولتاژ در کابل مقداری برابر با تفاوت بین مقادیر حالت پایدار ولتاژ موثر اندازه گیری شده در دو نقطه از سیستم منبع تغذیه (طبق GOST 23875-88) است.

اگر مقاومت های Zп1=Zп2=Zп3 و Zн1=Zн2=Zн3 برابر باشند در سیم خنثی جریانی وجود ندارد (شکل 1) بنابراین برای خطوط سه فاز تلفات ولتاژ برای یک هادی محاسبه می شود. در خطوط دو و تک فاز و همچنین در مدار جریان مستقیم جریان از دو هادی عبور می کند (شکل 2) بنابراین ضریب 2 معرفی می شود (به شرطی که Zп1=Zп2 برابر باشد). محاسبه تلفات ولتاژ خطی (بین فازها) در کابل با جریان متناوب سه فاز با استفاده از فرمول ها انجام می شود: ΔU(v)=(PRL+QXL)/Uл. ΔU(%)=(100(PRL+QXL))/ Ul² یا (اگر جریان مشخص باشد) ΔU(в)=√3·I(R·cosφ·L+X·sinφ·L); ΔU(%)=(100√3·I(R·cosφ·L+X·sinφ·L))/ Ul. که در آن: Q= Ul·I·sinφ محاسبه تلفات ولتاژ فاز (بین فاز و سیم نول) در کابل طبق فرمول انجام می شود: ΔU(v)=2·(PRL+QXL)/Uph; ΔU(%)=2·(100(PRL+QXL))/Uφ² یا (اگر جریان مشخص باشد) ΔU(в)=2·I(R·cosφ·L+X·sinφ·L); ΔU(%)=2·(100·I(R·cosφ·L+X·sinφ·L))/Uph، که در آن: Q= Uph·I·sinφ برای محاسبه تلفات ولتاژ خط U=380 V; 3 فاز. برای محاسبه تلفات ولتاژ فاز U=220 V. فاز 1.

برای جریان مستقیم cosφ=1; فاز 1.

P - توان فعال در امتداد خط، Q - توان راکتیو منتقل شده در طول خط، R - مقاومت فعال خاص خط کابل, اهم / متر؛ X - مقاومت القایی خاص خط کابل, اهم / متر؛ L - طول خط کابل, m - ولتاژ خط شبکه, V.

نحوه محاسبه افت ولتاژ در کابل

موضوع کیفیت انتقال و دریافت انرژی الکتریکی تا حد زیادی به وضعیت تجهیزاتی بستگی دارد که در این فرآیند پیچیده تکنولوژیکی دخیل هستند. از آنجایی که صنعت انرژی نیروی عظیمی را در فواصل طولانی حمل می کند، تقاضاهای افزایشی بر روی ویژگی های خطوط برق اعمال می شود.

علاوه بر این، به طور مداوم توجه به کاهش تلفات ولتاژ نه تنها در شبکه های ولتاژ بالا، بلکه در مدارهای ثانویه، به عنوان مثال، ترانسفورماتورهای اندازه گیری ولتاژ، همانطور که در عکس نشان داده شده است، می شود.

کابل های مدارهای ثانویه VT از هر فاز در یک مکان - کابینه مونتاژ ترمینال جمع آوری می شوند. از این تابلو برق که بر روی دکل نصب تجهیزات میانی قرار دارد، مدارهای ولتاژ توسط یک کابل جداگانه به بلوک ترمینال پانل واقع در اتاق رله تامین می شود.

تجهیزات برق اولیه در فاصله قابل توجهی از حفاظ ها و وسایل اندازه گیری نصب شده بر روی پانل ها قرار دارد. طول چنین کابلی به 300÷400 متر می رسد. چنین فواصل منجر به تلفات ولتاژ قابل توجهی در مدار داخلی می شود که می تواند به طور جدی ویژگی های اندازه گیری ابزارهای اندازه گیری و سیستم را به طور کلی دست کم بگیرد.

به همین دلیل، کیفیت تبدیل یک مقدار ولتاژ اولیه، به عنوان مثال، 330 کیلو ولت به مقدار ثانویه 100 ولت با کلاس دقت مورد نیاز 0.2 یا 0.5، ممکن است در محدوده مجاز مورد نیاز برای عملکرد قابل اعتماد اندازه گیری قرار نگیرد. سیستم ها و حفاظت ها

برای حذف چنین خطاهایی در مرحله عملیاتی، تمام کابل های اندازه گیری مشمول محاسبات برای تلفات ولتاژ حتی در طول طراحی مدار تجهیزات الکتریکی هستند.

نحوه ایجاد تلفات ولتاژ

کابل از هسته های رسانا تشکیل شده است که هر کدام توسط یک لایه دی الکتریک احاطه شده است. کل ساختار در یک محفظه دی الکتریک مهر و موم شده قرار می گیرد.

هادی های فلزی کاملاً نزدیک به یکدیگر قرار می گیرند و توسط غلاف محافظ محکم فشرده می شوند. با طول خط طولانی، آنها مانند یک خازن با صفحاتی که شارژ ایجاد می کنند شروع به کار می کنند. با توجه به عمل آن، خازن تشکیل می شود، که می باشد بخش جدایی ناپذیرواکنش پذیر

در نتیجه تبدیل روی سیم پیچ ترانسفورماتورها، راکتورها و سایر عناصر دارای اندوکتانس، قدرت انرژی الکتریکی ماهیت القایی پیدا می کند. مقاومت مقاومتی هسته های فلزی جزء فعال مقاومت کل یا پیچیده Zp هر فاز را تشکیل می دهد.

برای کارکرد تحت ولتاژ، کابل به باری با مقاومت کل پیچیده Zn در هر هسته متصل می شود.

در حین کار کابل در یک مدار سه فاز تحت شرایط بار نامی، جریان در فازهای L1÷L3 متقارن است و یک جریان نامتعادل بسیار نزدیک به صفر در سیم خنثی N جریان می‌یابد.

مقاومت پیچیده هادی ها در هنگام عبور جریان از آنها باعث افت و از دست دادن ولتاژ در کابل می شود، مقدار ورودی آن را کاهش می دهد و به دلیل مولفه راکتیو نیز در امتداد زاویه منحرف می شود. همه اینها به صورت شماتیک در یک نمودار برداری نشان داده شده است.

در خروجی کابل ولتاژ U2 وجود دارد که با زاویه φ از بردار جریان منحرف شده و با مقدار افت I∙z از مقدار ورودی U1 کاهش می یابد. به عبارت دیگر بردار افت ولتاژ در کابل از عبور جریان از مقاومت پیچیده هادی تشکیل می شود و برابر با مقدار اختلاف هندسی بین بردارهای ورودی و خروجی است.

برای وضوح، در مقیاس بزرگ نشان داده شده است و با قطعه ac یا هپوتنوز مثلث قائم الزاویه ask مشخص می شود. پایه های آن ak و kc نشان دهنده افت ولتاژ در اجزای فعال و راکتیو مقاومت کابل است.

اجازه دهید به صورت ذهنی جهت بردار U2 را ادامه دهیم تا زمانی که با خط دایره ای که بردار U1 از مرکز در نقطه O تشکیل می دهد، قطع شود. اکنون یک بردار ab داریم، با زاویه ای که جهت U2 را تکرار می کند و طول آن برابر است. به تفاوت حسابی بین مقادیر U1-U2. این کمیت اسکالر افت ولتاژ نامیده می شود.

هنگام ایجاد یک پروژه محاسبه می شود و در حین کار کابل برای نظارت بر ایمنی آن اندازه گیری می شود مشخصات فنی.

اصل اندازه گیری افت ولتاژ در کابل

برای انجام آزمایش، لازم است دو اندازه گیری با یک ولت متر در انتهای مختلف انجام شود: ورودی و بار. از آنجایی که تفاوت بین آنها کم خواهد بود، استفاده از دستگاهی با دقت بالا ترجیحاً کلاس 0.2 ضروری است.

طول کابل می تواند طولانی باشد، که به زمان قابل توجهی برای جابجایی از یک مکان به مکان دیگر نیاز دارد. در این مدت، ولتاژ در شبکه می تواند بر اساس تغییر کند دلایل مختلف، که نتیجه نهایی را مخدوش می کند. بنابراین، چنین اندازه گیری هایی معمولاً به طور همزمان از هر دو طرف انجام می شود که شامل یک دستیار با تجهیزات ارتباطی و یک دستگاه اندازه گیری با دقت بالا دوم می شود.

از آنجایی که ولت مترها مقدار موثر ولتاژ را اندازه گیری می کنند، تفاوت در قرائت آنها میزان تلفات ایجاد شده توسط تفریق حسابی ماژول های برداری در ورودی و خروجی کابل را نشان می دهد.

به عنوان مثال، مدارهای ترانسفورماتورهای اندازه گیری ولتاژ را که در عکس های بالا نشان داده شده اند، در نظر بگیرید. فرض کنید مقدار خطی ورودی کابل با دقت به دهم اندازه گیری شده و برابر با 100.0 ولت است و در پایانه های خروجی متصل به بار 99.5 ولت است. این بدان معنی است که تلفات ولتاژ به صورت 100.0-99.5 = 0.5 V تعریف می شود. هنگامی که به درصد تبدیل می شود، به 0.5٪ می رسد.

اصل محاسبه تلفات ولتاژ

بیایید به نمودار برداری بردارهای افت و افت ولتاژ برگردیم. هنگامی که طراحی کابل مشخص باشد، مقاومت فعال آن از مقاومت، ضخامت و طول فلز هسته حامل جریان محاسبه می شود.

راکتانس و طول خاص به شما امکان می دهد تا راکتانس کل کابل را تعیین کنید. اغلب، برای محاسبه، کافی است یک کتاب مرجع با جداول بردارید و بر اساس مارک کابل با مشخصات فنی خاص، هر دو نوع مقاومت (اکتیو و راکتیو) را محاسبه کنید.

با دانستن دو پایه یک مثلث قائم الزاویه، هیپوتنوس محاسبه می شود - مقدار مقاومت مختلط.

کابل برای انتقال جریان با ارزش نامی ایجاد شده است. با ضرب مقدار عددی آن در مقاومت مختلط، مقدار افت ولتاژ - سمت ac را در می یابیم. هر دو طرف به طور مشابه محاسبه می شوند: ak (I∙R) و kс (I∙X).

در مرحله بعد، محاسبات مثلثاتی ساده انجام می شود. در مثلث ake، leg ae با ضرب I∙R در cos φ، و در Δσkf - طول ضلع cf (I∙X ضرب در sin φ) تعیین می شود. لطفاً توجه داشته باشید که قطعه cf برابر با طول قطعه ed است که ضلع مقابل مستطیل است.

طول های حاصل را ae و ed اضافه کنید. بیایید طول تبلیغ سگمنت را دریابیم که کمی کمتر از ab یا افت ولتاژ است. با توجه به مقدار کم bd، نادیده گرفتن این مقدار آسانتر از در نظر گرفتن آن در محاسبات است که تقریباً همیشه انجام می شود.

این الگوریتم ساده مبنای محاسبه یک کابل دو هسته ای است که توسط جریان سینوسی متناوب تغذیه می شود. این تکنیک همچنین با تنظیمات جزئی برای مدارهای DC کار می کند.

در خطوط سه فاز که روی کابل های سه یا چهار هسته ای کار می کنند، برای هر فاز از یک روش محاسباتی مشابه استفاده می شود. به همین دلیل، بسیار پیچیده تر می شود.

نحوه انجام محاسبات در عمل

زمان هایی که چنین محاسباتی با استفاده از فرمول ها به صورت دستی انجام می شد، مدت هاست گذشته است. سازمان‌های طراحی مدت‌هاست که از جداول، نمودارها و نمودارهای خاص استفاده می‌کنند که در آنها خلاصه شده است کتاب های مرجع فنی. آنها سختی انجام عملیات ریاضی متعدد و خطاهای عملگر مربوطه را از بین می برند.

به عنوان مثال، می‌توانیم روش‌هایی را که در کتاب‌های مرجع در دسترس عموم ذکر شده است ذکر کنیم:

فدوروف در مورد تامین برق برای سال 1986؛

در مورد کار طراحی برای تامین برق خطوط برق و شبکه های برق، ویرایش شده توسط Bolshman، Krupovich و Samover.

با ورود گسترده رایانه ها به زندگی ما، برنامه هایی برای محاسبه تلفات ولتاژ شروع به توسعه کردند و این روند را تا حد زیادی تسهیل کردند. آنها هم برای انجام محاسبات پیچیده شبکه های منبع تغذیه توسط سازمان های طراحی و هم برای تقریب نتایج اولیه استفاده از یک کابل جداگانه ایجاد می شوند.

برای این منظور، صاحبان سایت های مهندسی برق، ماشین حساب های مختلفی را در منابع خود ارسال می کنند که به شما امکان می دهد به سرعت توانایی های کابل های مارک های مختلف را ارزیابی کنید. برای یافتن آنها کافیست کوئری مناسب را در جستجوی گوگل وارد کرده و یکی از خدمات را انتخاب کنید.

به عنوان مثال، عملکرد یک ماشین حساب از این نوع را در نظر بگیرید.

بیایید آن را آزمایش کنیم و داده های اولیه را در فیلدهای مناسب وارد کنیم:

طول خط - 400 متر؛

سطح مقطع کابل - 16 میلی متر مربع (به احتمال زیاد کابل نیست، بلکه یک هسته است).

محاسبه قدرت - 100 وات؛

تعداد فازها - 3؛

ولتاژ شبکه - 100 ولت؛

ضریب توان -0.92;

دما - 20 درجه.

روی دکمه "محاسبه تلفات ولتاژ در کابل" کلیک کنید و به نتیجه سرویس نگاه کنید.

نتیجه کاملاً قابل قبول بود: 0.714 ولت یا 0.714%.

بیایید سعی کنیم آن را در سایت دیگری بررسی کنیم. برای این کار به یک سرویس رقیب بروید و همان مقادیر را وارد کنید.

در نتیجه، ما یک محاسبه سریع دریافت می کنیم.

اکنون می توانید نتایج انجام شده توسط سرویس های مختلف را مقایسه کنید. 0.714-0.693373=0.021 ولت.

دقت محاسبه در هر دو مورد نه تنها برای تجزیه و تحلیل سریع ویژگی های عملکرد کابل، بلکه برای اهداف دیگر کاملاً قابل قبول است.

روش مقایسه عملکرد دو خدمات آنلاینعملکرد آنها و عدم وجود خطاهای ورود داده را که یک فرد می تواند به دلیل بی توجهی مرتکب شود را نشان داد.

با این حال، با انجام چنین محاسبه ای، برای آرام شدن خیلی زود است. لازم است در مورد مناسب بودن کابل انتخاب شده برای عملکرد در شرایط عملیاتی خاص نتیجه گیری شود. برای این وجود دارد الزامات فنیبه انحراف ولتاژ مجاز از هنجار.

اسناد تنظیمی در مورد انحراف ولتاژ از مقدار اسمی

بسته به ملیت خود از یکی از موارد زیر استفاده کنید.

TKP 45-4.04-149-2009 (RB)

این سند در قلمرو جمهوری بلاروس معتبر است. هنگام دریافت نتیجه به بند 9.23 توجه کنید.

SP 31-110-2003 (RF)

استانداردهای فعلی برای استفاده در تاسیسات منبع تغذیه در نظر گرفته شده است فدراسیون روسیه. بند 7.23 را در نظر بگیرید.

در 1 ژانویه 1999 استاندارد بین ایالتی GOST 13109 1987 جایگزین شد. مطابق بند 5.3.2 تجزیه و تحلیل کنید.

راه های کاهش تلفات کابل

هنگامی که محاسبه تلفات ولتاژ در کابل انجام می شود و نتیجه با الزامات اسناد نظارتی مقایسه می شود، می توان در مورد مناسب بودن کابل برای کار نتیجه گیری کرد.

اگر نتیجه نشان داد که خطاها بیش از حد برآورد شده است، لازم است کابل دیگری را انتخاب کنید یا شرایط عملکرد آن را روشن کنید. در عمل، یک مورد معمولی اغلب زمانی رخ می دهد که اندازه گیری کابلی که قبلاً در حال کار است نشان می دهد که افت ولتاژ در آن از استانداردهای مجاز فراتر می رود. به همین دلیل کیفیت برق رسانی به تاسیسات کاهش می یابد.

در چنین شرایطی، لازم است اقدامات فنی اضافی برای کاهش هزینه های مواد مورد نیاز برای جایگزینی کامل کابل به دلیل موارد زیر انجام شود:

1. محدود کردن بار جریان.

2. افزایش سطح مقطع هادی های حامل جریان.

3. کاهش طول کار کابل.

4. کاهش دمای عملیاتی.

تأثیر توان منتقل شده از طریق کابل بر تلفات ولتاژ

جریان جریان از طریق یک هادی همیشه با آزاد شدن گرما در آن همراه است و گرما بر هدایت آن تأثیر می گذارد. هنگامی که قدرت های افزایش یافته از طریق کابل منتقل می شود، آنها ایجاد می کنند دمای بالا، افزایش تلفات ولتاژ.

برای کاهش آن‌ها، گاهی اوقات کافی است برخی از مصرف‌کنندگانی که از طریق کابل برق دریافت می‌کنند را خاموش کرده و از طریق مدار بای‌پس دیگری دوباره به آنها انرژی دهید.

این روش برای مدارهای منشعب با تعداد مصرف کننده زیاد و خطوط پشتیبان برای اتصال آنها مناسب است.

افزایش سطح مقطع هسته کابل

این روش اغلب برای کاهش تلفات در مدارهای ترانسفورماتور اندازه گیری ولتاژ استفاده می شود. اگر کابل دیگری را به یک کابل در حال کار وصل کنید و سیم های آن را به صورت موازی وصل کنید، جریان ها تقسیم می شوند و بار در هر سیم کاهش می یابد. تلفات ولتاژ نیز کاهش می یابد و دقت سیستم اندازه گیری بازیابی می شود.

هنگام استفاده از این روش، مهم است که تغییراتی را در اسناد ساخته شده و به ویژه نمودارهای نصب، که توسط پرسنل تعمیر و عملیات برای انجام تعمیر و نگهداری دوره ای استفاده می شود، فراموش نکنید. این کار از اشتباه کردن کارگران جلوگیری می کند.

کاهش طول کابل کار

روش معمولی نیست، اما در برخی موارد می توان از آن استفاده کرد. واقعیت این است که طرح مسیرهای کابل در بسیاری از شرکت های توسعه یافته انرژی به طور مداوم در حال توسعه و بهبود در رابطه با تجهیزات در حال تحویل است.

به همین دلیل می توان کابل را با کاهش طول آن رله کرد که در نهایت باعث کاهش تلفات ولتاژ می شود.

تاثیر دمای محیط

کارکردن کابل در اتاق هایی با افزایش گرمایش منجر به نقض تعادل حرارتی و افزایش خطا در مشخصات فنی آن می شود. قرار دادن در امتداد خطوط دیگر یا استفاده از یک لایه عایق حرارتی می تواند تلفات ولتاژ را کاهش دهد.

به عنوان یک قاعده، هنگام استفاده ترکیبی، می توان به طور موثر ویژگی های کابل را به یک یا چند روش بهبود بخشید. بنابراین، هنگامی که چنین نیازی ایجاد می شود، محاسبه تمام راه های ممکن برای حل مشکل و انتخاب مناسب ترین گزینه برای شرایط محلی مهم است.

باید در نظر داشت که مدیریت شایسته تاسیسات الکتریکی مستلزم تجزیه و تحلیل مداوم وضعیت عملیاتی، پیش بینی تحولات احتمالی و توانایی محاسبه موقعیت های مختلف است. این ویژگی ها یک برقکار خوب را از توده عمومی کارگران عادی متمایز می کند.

اطلاعات برق - مهندسی برق و الکترونیک، اتوماسیون خانگی، مقالاتی در مورد نصب و تعمیر سیم کشی برق خانگی، پریز و کلید، سیم و کابل، منابع نور، حقایق جالبو خیلی بیشتر برای برقکاران و DIYers.

اطلاعات و مطالب آموزشی برای برقکارهای تازه کار.

موارد، مثال ها و راه حل های فنی، بررسی نوآوری های الکتریکی جالب.

تمام اطلاعات در وب سایت Electric Info برای مقاصد اطلاعاتی و آموزشی ارائه شده است. مدیریت سایت مسئولیتی در قبال استفاده از این اطلاعات ندارد. این سایت ممکن است حاوی مطالب بالای 12 باشد

ماشین حساب افت ولتاژ

هنگام طراحی شبکه ها و سیستم های الکتریکی با جریان کم، محاسبات تلفات ولتاژ در کابل ها و سیم ها اغلب مورد نیاز است. این محاسبات برای انتخاب کابلی با بهینه ترین سطح مقطع هسته ضروری است. اگر هادی اشتباهی را انتخاب کنید، سیستم منبع تغذیه خیلی سریع از کار می افتد یا اصلا راه اندازی نمی شود. برای جلوگیری از خطاهای احتمالی، توصیه می شود از یک ماشین حساب آنلاین تلفات ولتاژ استفاده کنید. داده‌های به‌دست‌آمده با استفاده از ماشین حساب پایدار و پایدار را ارائه می‌کنند کار ایمنخطوط و شبکه ها

علل اتلاف انرژی در حین انتقال برق

تلفات قابل توجه انرژی در نتیجه اتلاف بیش از حد اتفاق می افتد. به دلیل گرمای بیش از حد، کابل می تواند بسیار داغ شود، مخصوصاً تحت بارهای سنگین و محاسبات نادرست تلفات برق. گرمای بیش از حد باعث آسیب به عایق می شود و تهدیدی واقعی برای سلامت و زندگی افراد ایجاد می کند.

تلفات برق اغلب به دلیل خطوط کابل بیش از حد طولانی، با قدرت بار بالا رخ می دهد. در صورت استفاده طولانی مدت، هزینه برق به طور قابل توجهی افزایش می یابد. محاسبات نادرست می تواند باعث اختلال در عملکرد تجهیزات شود، به عنوان مثال، هشدارهای امنیتی. افت ولتاژ در کابل زمانی مهم می شود که منبع تغذیه تجهیزات ولتاژ پایین DC یا AC باشد که از 12 تا 48 ولت رتبه بندی می شود.

نحوه محاسبه افت ولتاژ

یک ماشین حساب آنلاین افت ولتاژ به شما کمک می کند تا از مشکلات احتمالی جلوگیری کنید. جدول داده های منبع حاوی داده هایی در مورد طول کابل، سطح مقطع و موادی است که از آن ساخته شده است. برای محاسبات، اطلاعاتی در مورد توان بار، ولتاژ و جریان مورد نیاز خواهد بود. علاوه بر این، ضریب قدرت و ویژگی های دمای کابل در نظر گرفته می شود. پس از فشار دادن دکمه، داده‌های مربوط به تلفات انرژی به صورت درصد، نشانگرهای مقاومت هادی، توان راکتیو و ولتاژ تجربه شده توسط بار ظاهر می‌شوند.

فرمول اصلی محاسبه به شرح زیر است: ΔU=IхRL، که در آن ΔU به معنای افت ولتاژ در خط نشست است، I جریان مصرفی است که در درجه اول توسط پارامترهای مصرف کننده تعیین می شود. RL مقاومت کابل را بسته به طول و سطح مقطع آن منعکس می کند. این مقدار اخیر است که نقش تعیین کننده ای در از دست دادن برق در سیم ها و کابل ها دارد.

فرصت هایی برای کاهش تلفات

راه اصلی کاهش تلفات در کابل، افزایش سطح مقطع آن است. علاوه بر این، می توانید طول هادی را کاهش دهید و بار را کاهش دهید. با این حال، دو روش آخر به دلایل فنی همیشه قابل استفاده نیستند. بنابراین در بسیاری از موارد تنها گزینه کاهش مقاومت کابل با افزایش سطح مقطع است.

یک نقطه ضعف قابل توجه یک مقطع بزرگ افزایش قابل توجه در هزینه مواد در نظر گرفته می شود. این تفاوت زمانی که سیستم های کابلی در فواصل طولانی کشیده می شوند قابل توجه می شود. بنابراین، در مرحله طراحی، باید بلافاصله کابلی با سطح مقطع مورد نیاز را انتخاب کنید، که برای آن باید با استفاده از ماشین حساب، تلفات برق را محاسبه کنید. این برنامهدارد ارزش عالیهنگام ترسیم پروژه ها برای کار نصب برق، زیرا محاسبات دستی زمان زیادی را صرف می کند ماشین حساب آنلاینمحاسبه به معنای واقعی کلمه چند ثانیه طول می کشد.

محاسبه افت ولتاژ در کابل

سیم ها و کابل ها برای انتقال برق به مصرف کنندگان طراحی شده اند. در این حالت، ولتاژ در یک هادی گسترش یافته به نسبت مقاومت آن و مقدار جریان عبوری کاهش می یابد. در نتیجه، ولتاژی که به مصرف کننده می رسد کمی کمتر از منبع (در ابتدای خط) است. در تمام طول سیم، پتانسیل به دلیل تلفات در آن تغییر می کند.

تلفات ولتاژ در روشنایی خانه

سطح مقطع کابل به منظور اطمینان از عملکرد آن در حداکثر جریان معین انتخاب می شود. در این مورد، باید طول آن را در نظر گرفت، که پارامتر مهم دیگری به آن بستگی دارد - افت ولتاژ.

خطوط برق با توجه به مقدار نرمال شده چگالی جریان اقتصادی انتخاب شده و افت ولتاژ محاسبه می شود. انحراف آن از اصل نباید از مقادیر مشخص شده تجاوز کند.

مقدار جریان عبوری از هادی به بار متصل بستگی دارد. با افزایش آن، تلفات گرمایشی نیز افزایش می یابد.

شکل بالا مداری را برای تامین ولتاژ روشنایی نشان می دهد که تلفات ولتاژ در هر بخش نشان داده شده است. دورترین بار مهم ترین است و بیشترین تلفات ولتاژ برای آن اتفاق می افتد.

افت ولتاژ

• P و Q - توان، W و var (فعال و راکتیو).
• r0 و x0 - مقاومت فعال و راکتیو خط، اهم / متر.
• Unom – ولتاژ نامی، V.
• Unom در ویژگی های لوازم الکتریکی نشان داده شده است.

طبق PUE، انحراف ولتاژ مجاز از هنجار به شرح زیر است:

• مدارهای قدرت - نه بیشتر از ± 5٪؛
• طرح های روشنایی برای اماکن مسکونی و ساختمان های خارجی - تا ± 5٪.
• روشنایی شرکت ها و ساختمان های عمومی - از +5٪ تا -2.5٪.

مجموع تلفات ولتاژ پست های ترانسفورماتور به دورترین بار در ساختمان های عمومی و مسکونی نباید از 9% تجاوز کند. از این تعداد، 5 درصد مربوط به بخش تا ورودی اصلی و 4 درصد از ورودی به مصرف کننده است. مطابق با GOST 29322-2014، رتبه ولتاژ در شبکه های سه فاز 400 ولت است. در این مورد، انحراف از آن ± 10٪ در شرایط عملیاتی عادی مجاز است.

اطمینان از بار یکنواخت در خطوط سه فاز در 0.4 کیلو ولت ضروری است. در اینجا مهم است که هر فاز به طور مساوی بارگذاری شود. برای انجام این کار، موتورهای الکتریکی به سیم‌های خطی متصل می‌شوند و روشنایی بین فازها و نول وصل می‌شود، بنابراین بارهای بین فازها برابر می‌شود.

مقادیر جریان یا توان به عنوان داده های اولیه استفاده می شود. برای خطوط طولانی، هنگامی که ΔU در خط محاسبه می شود، راکتانس القایی در نظر گرفته می شود.

مقاومت x0 سیم ها در محدوده 0.32 تا 0.44 اهم بر کیلومتر است.

محاسبه تلفات در هادی ها با استفاده از فرمول داده شده قبلی انجام می شود، جایی که راحت است سمت راست را به اجزای فعال و راکتیو تقسیم کنید:

اتصال را بارگیری کنید

بار متصل است به روش های مختلف. رایج ترین آنها موارد زیر است:

• اتصال بار در انتهای خط (شکل a زیر)؛
• توزیع یکنواخت بارها در طول خط (شکل b).
• خط L1، که یک خط دیگر L2 با بارهای توزیع یکنواخت به آن متصل است (شکل ج).

نمودار نحوه اتصال بارها از تابلو برق را نشان می دهد

محاسبه خطوط برق برای افت ولتاژ

1. انتخاب مقدار متوسط ​​راکتانس برای هادی های ساخته شده از آلومینیوم یا فولاد-آلومینیوم، به عنوان مثال، 0.35 اهم بر کیلومتر.
2. محاسبه بارهای P, Q.
3. محاسبه تلفات واکنشی:

تعیین تلفات اکتیو مجاز از اختلاف افت ولتاژ مشخص شده با راکتیو محاسبه شده:

سطح مقطع سیم از رابطه زیر بدست می آید:

انتخاب نزدیکترین مقدار مقطع از سری استاندارد و تعیین مقاومت فعال و راکتیو در هر کیلومتر خط از جدول.

شکل تعدادی از مقطع های هسته کابل در اندازه های مختلف را نشان می دهد.

هسته های کابل از بخش های مختلف

بر اساس مقادیر به دست آمده، مقدار تنظیم شده افت ولتاژ با استفاده از فرمول داده شده قبل محاسبه می شود. اگر از مقدار مجاز بیشتر شد، باید یک سیم بزرگتر از همان ردیف بردارید و یک محاسبه جدید انجام دهید.

مثال 1. محاسبه کابل تحت بارهای فعال.

برای محاسبه کابل، اول از همه، باید بار کل همه مصرف کنندگان را تعیین کنید. P = 3.8 کیلو وات را می توان به عنوان مقدار اولیه در نظر گرفت. قدرت جریان با فرمول شناخته شده تعیین می شود:

اگر همه بارها فعال باشند، cosφ=1.

با جایگزین کردن مقادیر در فرمول، می توانید جریان را پیدا کنید که برابر است با: I = 3.8∙1000/220 = 17.3 A.

طبق جداول، سطح مقطع در کابل پیدا می شود، برای هادی های مسی 1.5 میلی متر مربع است.

اکنون می توانید مقاومت یک کابل 20 متری را پیدا کنید: R=2∙r0 ∙L/s=2∙0.0175 (اهم∙mm2)∙20 (m)/1.5 (mm2)=0.464 اهم.

فرمول محاسبه مقاومت برای کابل دو هسته ای طول هر دو سیم را در نظر می گیرد.

با تعیین مقدار مقاومت کابل، می توانید به راحتی تلفات ولتاژ را پیدا کنید: ∆U=I∙R/U∙100% =17.3 A∙0.464 اهم/220 V∙100%=3.65%.

اگر ولتاژ نامی در ورودی 220 ولت باشد، انحرافات مجاز نسبت به بار 5٪ است و نتیجه به دست آمده از آن تجاوز نمی کند. اگر تلرانس بیشتر شده بود، لازم بود سیم بزرگتری از محدوده استاندارد گرفته شود، با سطح مقطع 2.5 میلی متر مربع.

مثال 2. محاسبه افت ولتاژ هنگام تامین برق به موتور الکتریکی.

موتور الکتریکی تحت پارامترهای زیر جریان مصرف می کند:

• Inom = 100 A;
• cos φ = 0.8 در حالت عادی.
• راه اندازی = 500 A;
• cos φ = 0.35 در راه اندازی؛
• افت ولتاژ در یک تابلوی الکتریکی که جریان 1000 A را توزیع می کند 10 ولت است.

در شکل و در زیر نمودار منبع تغذیه موتور الکتریکی را نشان می دهد.

مدارهای منبع تغذیه برای موتور الکتریکی (الف) و روشنایی (ب)

برای جلوگیری از محاسبات، از دقت کافی استفاده کنید کاربرد عملیجداول با ΔU از قبل محاسبه شده بین فازها در یک کابل به طول 1 کیلومتر با مقدار جریان 1 A. جدول زیر مقادیر مقطع هسته ها، مواد هادی و نوع مدار را در نظر می گیرد.

جدول تعیین افت ولتاژ در کابل

افت ولتاژ در حین کارکرد عادی موتور الکتریکی به صورت زیر خواهد بود:

برای مقطع 35 میلی متر، 2 ∆U برای جریان 1 A برابر 1 V/km خواهد بود. سپس با جریان 100 A و طول کابل 0.05 کیلومتر تلفات برابر با ∆U = 1 V/A km∙100 A∙ 0.05 km = 5 V خواهد بود. هنگام اضافه کردن افت ولتاژ روی تابلو به آنها از 10 V، مجموع تلفات ∆ Utotal = 10 V + 5 V = 15 V. در نتیجه، درصد تلفات خواهد بود:

∆U% = 100∙15/400 = 3.75%.

این مقدار به میزان قابل توجهی کمتر از ضررهای مجاز (8%) بوده و قابل قبول تلقی می شود.

هنگامی که موتور الکتریکی روشن می شود، جریان آن به 500 A افزایش می یابد. این 400 ولت بیشتر از جریان نامی آن است. بار روی تابلو توزیع به همان میزان افزایش می یابد. 1400 A خواهد بود. افت ولتاژ در آن به نسبت افزایش می یابد:

∆U = 10∙1400/1000 = 14 ولت.

طبق جدول افت ولتاژ در کابل خواهد بود: ∆U = 0.52∙500∙0.05 = 13 ولت. در مجموع تلفات راه اندازی موتور خواهد بود ∆Utot = 13+14 = 27 V. سپس باید تعیین کنید که چگونه این مقدار به صورت درصد خواهد بود: ∆U = 27/400∙100 =6.75%. نتیجه در محدوده قابل قبول است، زیرا از حد 8٪ تجاوز نمی کند.

حفاظت برای موتور الکتریکی باید به گونه ای انتخاب شود که ولتاژ پاسخ بیشتر از هنگام راه اندازی باشد.

مثال 3. محاسبه ∆U در مدارهای روشنایی.

سه مدار روشنایی تک فاز به صورت موازی به یک خط تغذیه چهار سیمه سه فاز متشکل از هادی های 70 میلی متر مربعی به طول 50 متر و جریان 150 آمپر متصل می شوند. روشنایی تنها بخشی از بار خط است (شکل 2). ب بالا).

هر مدار روشنایی از سیم مسی به طول 20 متر، با سطح مقطع 2.5 میلی متر مربع و دارای جریان 20 آمپر ساخته شده است. هر سه بار به یک فاز متصل می شوند. در این حالت، خط برق دارای بار متعادل است.

تعیین افت ولتاژ در هر یک از مدارهای روشنایی الزامی است.

افت ولتاژ در یک خط سه فاز با بار مؤثر مشخص شده در شرایط مثال تعیین می شود: خط فاز ΔU = 0.55∙150∙0.05 = 4.125 V. این تلفات بین فازها است. برای حل مشکل، باید تلفات بین فاز و خنثی را پیدا کنید: ∆Uline fn = 4.125/√3 = 2.4 V.

افت ولتاژ برای یک مدار تک فاز 18∙20∙0.02 = 7.2 V است. 0.6 V. به عنوان درصد، 9.6/230∙100 = 4.2٪ خواهد بود. نتیجه رضایت بخش است زیرا کمتر از مقدار مجاز 6٪ است.

بررسی ولتاژ ویدیو

نحوه بررسی افت ولتاژ کابل انواع مختلف، می توانید از ویدیوی زیر متوجه شوید.

هنگام اتصال وسایل برقی، محاسبه و انتخاب صحیح کابل ها و سیم های تغذیه اهمیت دارد تا تلفات ولتاژ در آنها از مقادیر مجاز تجاوز نکند. تلفات شبکه تامین نیز به آنها اضافه می شود که باید جمع بندی شود.

محاسبه تلفات کابل

هادی های هر کابلی با عبور جریان الکتریکی از آنها گرما تولید می کنند. هر چه جریان و مقاومت هادی ها بیشتر باشد، تلفات کابل بیشتر می شود. با دانستن مقاومت هسته های کابل و میزان جریان عبوری از آنها، تقریباً در هر مداری می توانید تلفات را محاسبه کنید. تلفات به صورت درصدی از ولتاژ نامی بیان می شود و با استفاده از فرمول محاسبه می شود:

در جایی که Unom ولتاژ نامی در ورودی کابل است، U ولتاژی است که به بار وارد می شود.

در عمل، استفاده از جداول ویژه پیشنهاد شده توسط Knorring که به طور گسترده در طراحی سیم کشی برق استفاده می شود، راحت تر است. این جداول تلفات کابل را به پارامتر "گشتاور بار" که به عنوان حاصل ضرب توان بار P بر حسب کیلووات با طول خط L بر حسب متر محاسبه می شود، مرتبط می کند.

جدول 1 وابستگی تلفات کابل به گشتاور بار را برای هادی های مسی خطوط دو سیم با ولتاژ 220 ولت نشان می دهد.

جدول 2 وابستگی تلفات کابل به گشتاور بار را برای خطوط چهار سیمه سه فاز با صفر برای ولتاژ 380/220 ولت یا سه سیم بدون صفر برای ولتاژ 380 ولت نشان می دهد. جدول 2 فقط برای در مورد بارهای مساوی در هر سه فاز. در این حالت، در یک خط چهار سیم با صفر، جریان در هسته کابل خنثی صفر است.

باید در نظر داشت که با بار نامتقارن در یک خط سه فاز، تلفات افزایش می یابد. برای جلوگیری از خطا در صورت عدم تقارن بار بزرگ در یک خط با صفر، توصیه می شود تلفات را برای پر بارترین فاز مطابق جدول 1 محاسبه کنید.

جدول 3 وابستگی تلفات کابل به گشتاور بار را برای هادی های مسی خطوط دو سیمه در ولتاژ 12 ولت نشان می دهد. این جدول برای محاسبه تلفات در خطوط تامین کننده لامپ های ولتاژ پایین از ترانسفورماتورهای کاهنده در نظر گرفته شده است.

در این جداول، راکتانس القایی خطوط در نظر گرفته نشده است، زیرا هنگام استفاده از کابل ها نسبت به مقاومت فعال ناچیز است.

جداول داده شده برای مواردی معتبر هستند که بار Рн در انتهای یک خط به طول L متصل شود، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 1. در این حالت ممان بار M به صورت M=L∙Рн محاسبه می شود.

اگر بار تعداد زیادی از بارهای منفرد قدرت مساوی Рн باشد که به طور مساوی در تمام طول یک خط به طول L توزیع می شوند، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 2، سپس در این مورد ممان بار M به صورت M=L∙Рн∙n/2 محاسبه می شود که n تعداد بارهای مساوی است.

موردی که در شکل نشان داده شده است اغلب دیده می شود. 3. در این حالت، خط L1 وجود دارد که خط L2 با بارهایی به طور مساوی در طول آن متصل می شود. در این حالت تلفات ولتاژ به عنوان مجموع تلفات در خطوط L1 و L2 تعریف می شود. سطح مقطع کابل در هر دو خط ممکن است متفاوت باشد. در این حالت ممان بار M1=L1∙Рн∙n و M2=L2∙Рн∙n/2.

© 2013-2017. همه چیز درباره نصب و طراحی برق تمامی حقوق محفوظ است. ایمیل: ndex.ru

تمام اطلاعات در وب سایت www.electromontaj-proekt.ru برای مقاصد اطلاعاتی و آموزشی ارائه شده است.

تکثیر مطالب سایت ممنوع است.

linochek.ru

برنامه برقکار. افت ولتاژ - برق در کجا از بین می رود؟

سلام به خوانندگان عزیز Tseshka.ru! بنابراین، امروز سوال در دستور کار این است که چگونه می توان سطح مقطع سیم را بر اساس افت ولتاژ مجاز محاسبه کرد.

و البته برنامه ای برای برقکاران در این امر به ما کمک می کند که "برق" نامیده می شود.

قبلاً به شما گفته ام که برنامه Electrician را به صورت رایگان از کجا دانلود کنید و چگونه در آن کار کنید، اینجا و اینجا را بخوانید.

برای کسانی که نمی دانند چرا باید بر اساس تلفات ولتاژ محاسبه کنند، به شما یادآوری می کنم که با طول زیاد سیم، افت ولتاژ در این بخش رخ می دهد و در صورت مقطع سیم، مقدار بسیار کمی می تواند به بار برسد. اشتباه انتخاب شده است

معمولاً سازمان هایی که بازسازی اساسی آپارتمان ها را انجام می دهند، لزوماً به وضعیت سیم کشی برق و به طور کلی کلیه تجهیزات برقی نگاه می کنند و در هنگام تعمیرات، سیم های فرسوده و قدیمی، ماشین های اتوماتیک و غیره را تعویض می کنند.

در این مورد، لازم است که سطح مقطع سیم کشی جدید را نه تنها با توجه به شرایط گرمایش، بلکه با توجه به افت ولتاژ مجاز نیز به درستی انتخاب کنید.

بیایید این وضعیت را تصور کنیم. شما باید آپارتمان خود را بازسازی کنید، یا اگر خانه دارید، پس در خانه.

شما در حال بازسازی سیم کشی برق در خانه خود هستید و تصمیم می گیرید که یک سیم پریز جداگانه به اتاق بکشید. اما این اتاق دور است و طول سیم حدود 30 متر تا آخرین خروجی است.

می دانید که هرگز چیز قدرتمندی را به پریزها وصل نمی کنید، بیشترین چیزی که می توانید وصل کنید اتو، تلویزیون، کامپیوتر است که در مجموع بیش از 3 کیلو وات کار نمی کند و جریان با چنین توانی I=P/U است. =3000/220=13.64 A یا اگر آن را گرد کنیم، 14 آمپر است.

طبق PUE، سطح مقطع مسی 1.5 میلی متر مربع برای چنین جریانی مناسب است. درست است که عایق سیم در دمای اتاق 25+ حدود 60 درجه سانتیگراد خواهد بود، اما قوانین بار زیر را مجاز می دانند:

حالا بیایید ببینیم برنامه "برق" در مورد ما به ما چه خواهد گفت، خواهیم فهمید که چند ولت در یک سیم 30 متری "از دست رفته" و چند "به پریز" می رسد.

بنابراین، برنامه "برق" را باز کنید و ما به دکمه "تلفات" علاقه مندیم، روی آن کلیک کنید:

این پنجره باز می شود، جایی که باید یک نقطه روی "افت ولتاژ" قرار دهید:

در پنجره بعدی که باز می شود، روی دکمه "Cable lines and other wires" کلیک کنید:

خوب، در پنجره بعدی، پارامترهای لازم را که از بالا به پایین فهرست شده اند نشان می دهیم:

یافتن - ضرر بر حسب درصد

مواد هادی - مس

3- توان P، kW

4- ضررهای مجاز،% (در مثال ما این مقدار مهم نیست، می توانید 4 را نیز تنظیم کنید):

در مرحله بعد، باید راکتانس القایی را انتخاب کنید، نیازی نیست در اینجا زیاد زحمت بکشید، فقط روی دکمه "Select Xo" کلیک کنید و در پنجره باز شده روی مقدار "Cable with vinyl or polyvinyl chloride insulation" کلیک کنید. :

بعد، مقدار کسینوس فی را وارد می کنیم، من آن را روی 0.85 قرار می دهم زیرا بار کاملاً فعال نداریم و مقدار زیر را وارد می کنیم - طول سیم 30 متر است:

این همه است، اکنون می توانید نتیجه را پیدا کنید، برای انجام این کار، روی دکمه "محاسبه" کلیک کنید:

و اکنون نتیجه را می بینیم - به اندازه 10 ولت ولتاژ روی یک سیم مسی با سطح مقطع 1.5 میلی متر مربع و طول 30 متر "از دست می رود"!

یعنی با یک بار 3 کیلووات دیگر 220 ولت وجود نخواهد داشت، بلکه فقط 210 ولت وجود خواهد داشت. برای سرگرمی، می توانید محاسبه کنید که اگر سیم دارای سطح مقطع 2.5 میلی متر مربع باشد، چند ولت "از دست رفته" است:

همانطور که می بینید، در حال حاضر کمتر است، افت ولتاژ در یک بخش به طول 30 متر تنها 6 ولت خواهد بود.

همچنین می توانید بالعکس را دریابید - اگر مقدار مورد نیاز افت ولتاژ را می دانید به چه مقطع سیم نیاز است، برای انجام این کار، در بالای پنجره باید یک نقطه روی "بخش در میلی متر مربع" قرار دهید. ” و مقادیر مورد نیاز را وارد کنید - من آنها را با رنگ قرمز در تصویر حلقه کردم:

به این ترتیب با استفاده از برنامه "برق" می توانید نه تنها مقدار افت ولتاژ سیم کشی برق را تعیین کنید، بلکه در هنگام نصب سیم کشی برق، سطح مقطع مورد نیاز برای انتخاب صحیح سیم ها را نیز دریابید.

امیدوارم این اطلاعات به شما کمک کند و بیش از یک بار به کارتان بیاید.

خوشحال می شوم نظرات شما را ببینم، اگر سؤال فنی دارید، لطفاً آنها را در انجمن بپرسید، اینجاست که من به سؤالات پاسخ می دهم - FORUM.

در کانال ویدیوی من در یوتیوب مشترک شوید!

بسیاری دیگر از ویدیوهای برق خانگی را تماشا کنید!

هنگام محاسبه تلفات برق در کابل، مهم است که طول، سطح مقطع هسته، راکتانس القایی و اتصالات سیم را در نظر بگیرید. با تشکر از این اطلاعات پس زمینه، شما می توانید به طور مستقل افت ولتاژ را محاسبه کنید.

انواع و ساختار تلفات

حتی کارآمدترین سیستم های منبع تغذیه نیز مقداری اتلاف واقعی برق دارند. تلفات به معنای تفاوت بین انرژی الکتریکی داده شده به کاربران و آنچه واقعاً به آنها رسیده است. این به دلیل نقص سیستم ها و خواص فیزیکیموادی که از آنها ساخته شده اند.

رایج ترین نوع تلفات برق در شبکه های الکتریکی با افت ولتاژ از طول کابل همراه است. برای استانداردسازی هزینه‌های مالی و محاسبه ارزش واقعی آنها، طبقه‌بندی زیر ایجاد شد:

1. عامل فنی با ویژگی ها مرتبط است فرآیندهای فیزیکیو می تواند تحت تأثیر بارها، هزینه های ثابت مشروط و شرایط آب و هوایی تغییر کند.
2. هزینه های استفاده از لوازم و پشتیبانی اضافی شرایط لازمبرای فعالیت های پرسنل فنی.
3. عامل تجاری این گروه شامل انحرافات ناشی از نقص ابزار کنترل و اندازه گیری و سایر نقاطی است که باعث دست کم گرفتن انرژی الکتریکی می شود.

دلایل اصلی افت ولتاژ

دلیل اصلی افت برق در کابل تلفات در خطوط برق است. در فاصله‌ای از نیروگاه تا مصرف‌کنندگان، نه تنها توان برق تلف می‌شود، بلکه افت ولتاژ نیز کاهش می‌یابد (که اگر به مقدار کمتر از حداقل مجاز برسد، می‌تواند نه تنها عملکرد ناکارآمد دستگاه‌ها، بلکه آنها را نیز تحریک کند. عدم عملکرد کامل

همچنین، تلفات در شبکه های الکتریکی می تواند ناشی از جزء راکتیو یک بخش از مدار الکتریکی باشد، یعنی وجود هر عنصر القایی در این بخش ها (این می تواند سیم پیچ ها و مدارهای ارتباطی، ترانسفورماتورها، فرکانس های پایین و بالا باشد. چوک ها، موتورهای الکتریکی).

راه های کاهش تلفات در شبکه های الکتریکی

یک کاربر شبکه نمی تواند بر تلفات خطوط برق تأثیر بگذارد، اما می تواند با اتصال صحیح عناصر آن، افت ولتاژ را در بخشی از مدار کاهش دهد.

بهتر است کابل مسی را به کابل مسی و کابل آلومینیومی را به آلومینیومی وصل کنید. بهتر است تعداد اتصالات سیم را در جایی که مواد هسته تغییر می کند به حداقل برسانید، زیرا در چنین مکان هایی نه تنها انرژی تلف می شود، بلکه تولید گرما نیز افزایش می یابد که در صورت ناکافی بودن سطح عایق حرارتی می تواند خطر آتش سوزی باشد. با توجه به رسانایی و مقاومت مس و آلومینیوم، استفاده از مس بهینه تر است.

در صورت امکان، هنگام برنامه ریزی یک مدار الکتریکی، بهتر است هر عنصر القایی مانند سیم پیچ (L)، ترانسفورماتور و موتورهای الکتریکی را به صورت موازی به هم وصل کنید، زیرا طبق قوانین فیزیک، اندوکتانس کل چنین مداری کاهش می یابد و زمانی که به صورت سری متصل می شود، برعکس، افزایش می یابد.

آنها همچنین برای صاف کردن جزء واکنشی استفاده می شوند واحدهای خازن(یا فیلترهای RC در ترکیب با مقاومت ها).

بسته به اصل اتصال خازن ها و مصرف کننده، چندین نوع جبران وجود دارد: شخصی، گروهی و عمومی.

1. با جبران شخصی، خازن ها مستقیماً به محلی که توان راکتیو ظاهر می شود متصل می شوند، یعنی خازن خود به یک موتور ناهمزمان متصل می شود، یکی دیگر به یک موتور ناهمزمان متصل می شود. لامپ تخلیه گازیکی دیگر برای دستگاه جوش، دیگری برای ترانسفورماتور و غیره. در این مرحله، کابل‌های ورودی از جریان‌های واکنشی به کاربر آزاد می‌شوند.
2. جبران گروهی شامل اتصال یک یا چند خازن به چندین عنصر با ویژگی های القایی بزرگ است. در این وضعیت، فعالیت منظم همزمان چندین مصرف کننده با انتقال انرژی راکتیو کل بین بارها و خازن ها همراه است. خطی که شما را ناامید می کند انرژی الکتریکیبه گروه بار، تخلیه می کند.
3. جبران عمومی شامل قرار دادن خازن با رگولاتور در پانل اصلی یا تابلوی اصلی است. ارزیابی را بر اساس مصرف فعلی توان راکتیو انجام می دهد و به سرعت تعداد خازن های مورد نیاز را متصل و قطع می کند. در نتیجه از شبکه گرفته شده است قدرت کلمطابق با مقدار لحظه ای توان راکتیو مورد نیاز به حداقل می رسد.
4. کلیه تاسیسات جبران توان راکتیو شامل یک جفت انشعاب خازن، یک جفت مرحله است که بسته به بارهای بالقوه به طور خاص برای شبکه الکتریکی تشکیل می شوند. ابعاد گام معمولی: 5; 10; 20; 30; 50; 7.5; 12.5; 25 متر مربع

برای به دست آوردن گام های بزرگ (100 کیلووار یا بیشتر)، موارد کوچک به صورت موازی متصل می شوند. بارهای شبکه کاهش می یابد، جریان سوئیچینگ و تداخل آنها کاهش می یابد. در شبکه هایی با هارمونیک های زیاد ولتاژ شبکه، خازن ها توسط چوک محافظت می شوند.

جبران کننده های خودکار شبکه های مجهز به آنها را با مزایای زیر ارائه می کنند:

• کاهش بار روی ترانسفورماتورها؛
• ساده کردن الزامات برای مقاطع کابل.
• بارگذاری شبکه برق را بیش از حد امکان بدون جبران امکان پذیر می کند.
• از بین بردن علل کاهش ولتاژ شبکه، حتی زمانی که بار توسط کابل های طولانی متصل می شود.
• افزایش راندمان ژنراتورهای سوخت سیار؛
• ساده کردن موتورهای الکتریکی راه اندازی؛
• افزایش کسینوس فی؛
• انحلال توان راکتیواز خطوط؛
• محافظت در برابر اضافه ولتاژ؛
• بهبود تنظیم مشخصات شبکه

ماشین حساب افت ولتاژ کابل

برای هر کابلی، افت ولتاژ را می توان به صورت آنلاین محاسبه کرد. در زیر یک ماشین حساب آنلاین تلفات کابل ولتاژ وجود دارد.

ماشین حساب در حال توسعه است و به زودی در دسترس خواهد بود.

محاسبه با استفاده از فرمول

ΔU، % = (Un -- U) * 100/ Un،

از اینجا می توانیم فرمولی برای محاسبه تلفات برق بدست آوریم:

ΔP، % = (Un -- U) * I * 100/ Un,

که در آن Un ولتاژ نامی در ورودی شبکه است.

I -- جریان واقعی شبکه

U -- ولتاژ در یک عنصر شبکه جداگانه (تلفات به عنوان درصدی از مقدار اسمی موجود در ورودی ولتاژ محاسبه می شود).

جدول افت ولتاژ در طول کابل

در زیر افت تقریبی ولتاژ در طول کابل (جدول Knorring) آورده شده است. بخش مورد نیاز را تعیین می کنیم و در ستون مربوطه به مقدار آن نگاه می کنیم.

ΔU، %	لحظه بارگذاری برای هادی های مسی، کیلووات بر متر، خطوط دو سیمه برای ولتاژ 220 ولت
	با سطح مقطع هادی s، mm² برابر است
	1,5	2,5	4	6	10	16
1	18	30	48	72	120	192
2	36	60	96	144	240	384
3	54	90	144	216	360	576
4	72	120	192	288	480	768
5	90	150	240	360	600	960

رشته های سیم هنگام عبور جریان گرما از خود ساطع می کنند. اندازه جریان، همراه با مقاومت هسته ها، میزان تلفات را تعیین می کند. اگر اطلاعاتی در مورد مقاومت کابل و میزان جریان عبوری از آنها دارید، می توانید از میزان تلفات در مدار مطلع شوید.

جداول راکتانس القایی را در نظر نمی گیرند زیرا هنگام استفاده از سیم، بیش از حد کوچک است و نمی تواند برابر با فعال باشد.

چه کسی هزینه تلفات برق را پرداخت می کند

تلفات برق در حین انتقال (در صورت انتقال در فواصل طولانی) می تواند قابل توجه باشد. این روی جنبه مالی موضوع تأثیر می گذارد. مولفه راکتیو هنگام تعیین تعرفه عمومی برای استفاده از جریان نامی برای جمعیت در نظر گرفته می شود.

برای خطوط تک فاز از قبل با در نظر گرفتن پارامترهای شبکه در قیمت گنجانده شده است. برای اشخاص حقوقی، این جزء بدون توجه به بارهای فعال محاسبه می شود و به طور جداگانه در فاکتور ارائه شده با نرخ ویژه (ارزان تر از فعال) درج می شود. این به دلیل وجود تعداد زیادی مکانیسم القایی (به عنوان مثال، موتورهای الکتریکی) در شرکت ها انجام می شود.

تنظیم کننده های انرژی استاندارد افت ولتاژ یا تلفات مجاز را در شبکه های الکتریکی ایجاد می کنند. کاربر برای تلفات انتقال پرداخت می کند. بنابراین، از نظر مصرف کننده، کاهش آنها با تغییر ویژگی های مدار الکتریکی از نظر اقتصادی سودمند است.

وسایل برقی برای کار کردن به پارامترهای شبکه خاصی نیاز دارند. سیم ها در برابر جریان الکتریکی مقاومت دارند، بنابراین هنگام انتخاب مقطع کابل، باید افت ولتاژ در سیم ها را در نظر گرفت.

افت ولتاژ چیست

هنگام اندازه‌گیری در قسمت‌های مختلف سیمی که جریان الکتریکی از آن عبور می‌کند، با حرکت آن از منبع به بار، تغییر پتانسیل مشاهده می‌شود. دلیل این امر مقاومت سیم ها است.

افت ولتاژ چگونه اندازه گیری می شود؟

سه روش برای اندازه گیری سقوط وجود دارد:

• دو ولت متر اندازه گیری ها در ابتدا و انتهای کابل انجام می شود.
• متناوبا در جاهای مختلف. نقطه ضعف روش این است که در طول انتقال ممکن است پارامترهای بار یا شبکه تغییر کند که بر خوانش ها تأثیر می گذارد.
• یک دستگاه به صورت موازی به کابل متصل می شود. افت ولتاژ در کابل کم است و سیم های اتصال بلند هستند که منجر به خطا می شود.

مهم!افت ولتاژ می تواند از 0.1 ولت باشد، بنابراین دستگاه هایی با کلاس دقت حداقل 0.2 استفاده می شود.

مقاومت فلزات

جریان الکتریکی حرکت مستقیم ذرات باردار است. در فلزات، این حرکت الکترون های آزاد از طریق یک شبکه کریستالی است که در برابر این حرکت مقاومت می کند.

در محاسبات، مقاومت با حرف "p" نشان داده می شود و مربوط به مقاومت یک متر سیم با سطح مقطع 1 میلی متر مربع است.

برای متداول ترین فلزات مورد استفاده برای ساخت سیم، مس و آلومینیوم، این پارامتر به ترتیب 0.017 و 0.026 اهم*m/mm² است. مقاومت یک قطعه سیم با فرمول محاسبه می شود:

R=(p*l)/S، که در آن:

• l - طول،
• S - بخش کابل.

به عنوان مثال، 100 متر سیم مسی با سطح مقطع 4 میلی متر مربع دارای مقاومت 0.425 اهم است.

اگر مقطع S ناشناخته باشد، با دانستن قطر هادی، به صورت زیر محاسبه می شود:

S=(π*d²)/4، که در آن:

• π - عدد "pi" (3.14)،
• د - قطر

نحوه محاسبه افت ولتاژ

طبق قانون اهم، هنگامی که جریان از مقاومت عبور می کند، اختلاف پتانسیل در آن ظاهر می شود. در این بخش از کابل، در جریان 53 آمپر، مجاز با نصب باز، افت U=I*R=53A*0.425Ohm=22.5V خواهد بود.

برای عملکرد عادی تجهیزات الکتریکی، ولتاژ شبکه نباید از 5±٪ تجاوز کند. برای یک شبکه خانگی 220 ولت 209-231 ولت است و برای شبکه سه فازمحدودیت نوسانات مجاز 380 ولت - 361-399 ولت.

هنگامی که مصرف برق و جریان در کابل های برق تغییر می کند، افت ولتاژ در هادی ها و مقدار آن در نزدیکی مصرف کننده تغییر می کند. این نوسانات باید در طراحی منابع تغذیه در نظر گرفته شود.

انتخاب بر اساس تلفات قابل قبول

هنگام محاسبه ضرر و زیان، باید به آن توجه کرد شبکه تک فازدو سیم استفاده می شود بر این اساس، فرمول محاسبه افت ولتاژ تغییر می کند:

در یک شبکه سه فاز وضعیت پیچیده تر است. با یک بار یکنواخت، به عنوان مثال، در یک موتور الکتریکی، توان های متصل به سیم های فاز یکدیگر، جریان را جبران می کنند. سیم خنثیکار نمی کند و طول آن در محاسبات در نظر گرفته نمی شود.

اگر بار ناهموار باشد، مانند اجاق های برقی، که در آن فقط یک عنصر گرمایش را می توان روشن کرد، محاسبه طبق قوانین یک شبکه تک فاز انجام می شود.

در خطوط دوربرد علاوه بر خطوط فعال، راکتانس القایی و خازنی نیز در نظر گرفته می شود.

محاسبه را می توان با استفاده از جداول یا با استفاده از ماشین حساب آنلاین انجام داد. در مثال قبلی، در یک شبکه تک فاز و در فاصله 100 متر، سطح مقطع مورد نیاز حداقل 16 میلی متر مربع و در شبکه سه فاز - 10 میلی متر مربع خواهد بود.

انتخاب مقطع کابل برای گرمایش

جریانی که از مقاومت عبور می کند انرژی P را آزاد می کند که مقدار آن با فرمول محاسبه می شود:

در کابل مثال قبلی P=40A²*0.425Ohm=680W. با وجود طول، این برای گرم کردن هادی کافی است.

هنگامی که سیم بالاتر از دمای مجاز گرم می شود، عایق از بین می رود که منجر به اتصال کوتاه می شود. مقدار جریان مجاز به مواد هادی، عایق و شرایط نصب بستگی دارد. برای انتخاب باید از جداول مخصوص یا ماشین حساب آنلاین استفاده کنید.

نحوه کاهش افت ولتاژ در کابل

هنگام گذاشتن سیم کشی برق در فواصل طولانی، مقطع کابل انتخاب شده برای افت ولتاژ مجاز چندین برابر بیشتر از انتخاب انجام شده برای گرمایش است که منجر به افزایش هزینه منبع تغذیه می شود. اما راه هایی برای کاهش این هزینه ها وجود دارد:

• پتانسیل را در ابتدای کابل تغذیه افزایش دهید. این تنها زمانی امکان پذیر است که به یک ترانسفورماتور جداگانه متصل شود، به عنوان مثال، در یک روستای تعطیلات یا منطقه کوچک. اگر برخی از مصرف کنندگان قطع شوند، پتانسیل در سوکت های بقیه بیش از حد برآورد می شود.
• نصب در نزدیکی بار تثبیت کننده. این نیاز به هزینه دارد، اما پارامترهای ثابت شبکه را تضمین می کند.
• هنگام اتصال یک بار 12-36 ولت از طریق یک ترانسفورماتور یا منبع تغذیه، آنها را در نزدیکی مصرف کننده قرار دهید.

مرجع.با کاهش ولتاژ، جریان در شبکه، افت ولتاژ و سطح مقطع سیم مورد نیاز افزایش می یابد.

راه های کاهش تلفات کابل

افت ولتاژ در سیم ها علاوه بر اختلال در عملکرد عادی وسایل برقی منجر به هزینه های اضافی برق می شود. این هزینه ها را می توان به روش های مختلف کاهش داد:

• افزایش سطح مقطع سیم های تغذیه. این روش مستلزم هزینه های قابل توجهی برای جایگزینی کابل و آزمایش امکان سنجی دقیق است.
• کاهش طول خط خط مستقیمی که دو نقطه را به هم متصل می کند همیشه کوتاهتر از یک منحنی یا خط شکسته است. بنابراین، هنگام طراحی شبکه های منبع تغذیه، خطوط باید تا حد امکان کوتاه باشند.
• کاهش دمای محیط. هنگام گرم شدن، مقاومت فلزات افزایش می یابد و تلفات برق در کابل افزایش می یابد.
• کاهش بار. این گزینه در صورت وجود تعداد زیادی مصرف کننده و منابع برق امکان پذیر است.
• رساندن cosφ به 1 در نزدیکی بار. این باعث کاهش مصرف فعلی و تلفات می شود.

مهم!تمام تغییرات باید در نمودارها نشان داده شود.

FYI.بهبود تهویه در سینی کابل و سایر سازه ها باعث کاهش دما، مقاومت و تلفات خطوط می شود.

برای دستیابی به حداکثر اثر، لازم است این روش ها با یکدیگر و با سایر روش های صرفه جویی در انرژی ترکیب شوند.

محاسبه افت ولتاژ و تلفات برق در کابل هنگام طراحی سیستم های منبع تغذیه و خطوط کابل مهم است.

ویدیو