ผลที่ตามมาของแรงดันไฟฟ้าตกตามความยาวสายเคเบิลและการคำนวณการสูญเสีย การคำนวณแรงดันตกบนสายไฟ แรงดันตกในสูตรสายเคเบิลไฟฟ้าแรงสูง
สายไฟส่งกระแสจากสวิตช์เกียร์ไปยังผู้บริโภคขั้นสุดท้ายไปตามตัวนำกระแสไฟที่มีความยาวต่างกัน แรงดันไฟฟ้าจะไม่เท่ากันที่จุดเข้าและออกเนื่องจากการสูญเสียอันเป็นผลมาจากความยาวของตัวนำขนาดใหญ่
แรงดันไฟฟ้าตกตามความยาวสายเคเบิลเกิดขึ้นเนื่องจากการผ่านของกระแสไฟฟ้าสูงทำให้ความต้านทานของตัวนำเพิ่มขึ้น
บนเส้นที่มีความยาวมาก การสูญเสียจะสูงกว่าเมื่อกระแสไหลผ่านตัวนำสั้นที่มีหน้าตัดเดียวกัน เพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการถูกจ่ายให้กับวัตถุสุดท้าย จำเป็นต้องคำนวณการติดตั้งเส้นโดยคำนึงถึงการสูญเสียในสายเคเบิลที่นำกระแสไฟฟ้า โดยเริ่มจากความยาวของตัวนำ
ผลลัพธ์ของแรงดันไฟฟ้าตก
ตามเอกสารด้านกฎระเบียบ ความสูญเสียในสายจากหม้อแปลงไปยังพื้นที่โหลดพลังงานที่ห่างไกลที่สุดสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่อยู่อาศัยและสาธารณะไม่ควรเกินเก้าเปอร์เซ็นต์
อนุญาตให้สูญเสีย 5% ไปยังอินพุตหลักและ 4% - จากอินพุตไปยังผู้บริโภคขั้นสุดท้าย สำหรับระบบสามเฟส สามหรือสี่สาย อัตราควรเป็น 400 V ± 10% ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ
การเบี่ยงเบนของพารามิเตอร์จากค่าที่ทำให้เป็นมาตรฐานอาจส่งผลที่ตามมาดังต่อไปนี้:
- การทำงานที่ไม่ถูกต้องของการติดตั้งอุปกรณ์อุปกรณ์ส่องสว่างที่ระเหยง่าย
- ความล้มเหลวของเครื่องใช้ไฟฟ้าในการทำงานเมื่อแรงดันไฟฟ้าขาเข้าลดลงอุปกรณ์ขัดข้อง
- ลดการเร่งความเร็วของแรงบิดของมอเตอร์ไฟฟ้าที่กระแสสตาร์ท, คำนึงถึงการสูญเสียพลังงาน, การปิดมอเตอร์เมื่อร้อนเกินไป
- การกระจายโหลดกระแสไฟฟ้าที่ไม่สม่ำเสมอระหว่างผู้บริโภคที่จุดเริ่มต้นของบรรทัดและที่ปลายระยะไกลของสายไฟยาว
- อุปกรณ์ให้แสงสว่างทำงานโดยใช้ความร้อนเพียงครึ่งเดียว ส่งผลให้ใช้พลังงานไฟฟ้าในเครือข่ายน้อยเกินไปและสูญเสียไฟฟ้า
ในโหมดการทำงาน ตัวบ่งชี้ที่ยอมรับได้มากที่สุด การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิลคิดเป็น 5% นี่คือค่าที่คำนวณได้ดีที่สุดที่สามารถยอมรับได้ว่าเป็นที่ยอมรับสำหรับโครงข่ายไฟฟ้า เนื่องจากในอุตสาหกรรมพลังงาน กระแสไฟฟ้าจำนวนมหาศาลถูกส่งไปในระยะทางไกล
ความต้องการที่เพิ่มขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับลักษณะของสายไฟ สิ่งสำคัญคือต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงเท่านั้น เครือข่ายแกนหลักแต่ยังอยู่ในสายรองด้วย
สาเหตุของแรงดันไฟฟ้าตก
ช่างไฟฟ้าทุกคนรู้ดีว่าสายเคเบิลประกอบด้วยตัวนำ - ในทางปฏิบัติจะใช้ตัวนำที่มีแกนทองแดงหรืออะลูมิเนียมห่อด้วยวัสดุฉนวน ลวดถูกวางไว้ในเปลือกโพลีเมอร์ที่ปิดสนิท - ตัวเรือนอิเล็กทริก
เนื่องจากตัวนำโลหะอยู่ในสายเคเบิลแน่นเกินไปและถูกกดทับด้วยชั้นฉนวนเพิ่มเติม เมื่อสายไฟฟ้าหลักยาว แกนโลหะจึงเริ่มทำงานบนหลักการของตัวเก็บประจุ ทำให้เกิดประจุด้วยปฏิกิริยารีแอกแตนซ์แบบคาปาซิทีฟ
แรงดันตกคร่อมเกิดขึ้นตามรูปแบบต่อไปนี้:
- ตัวนำที่นำกระแสไฟฟ้าร้อนเกินไปและสร้างความจุไฟฟ้าเป็นส่วนหนึ่งของรีแอกแตนซ์
- ภายใต้อิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับขดลวดของหม้อแปลง เครื่องปฏิกรณ์ และส่วนประกอบวงจรอื่น ๆ กำลังไฟฟ้าจะกลายเป็นอุปนัย
- เป็นผลให้ความต้านทานความต้านทานของแกนโลหะถูกแปลงเป็นความต้านทานเชิงแอคทีฟของแต่ละเฟส วงจรไฟฟ้า.
- สายเคเบิลเชื่อมต่อกับโหลดกระแสไฟฟ้าโดยมีความต้านทานรวม (เชิงซ้อน) ตลอดแกนรับกระแสไฟฟ้าแต่ละแกน
- เมื่อใช้สายเคเบิลตามวงจรสามเฟส เส้นกระแสสามเส้นในสามเฟสจะมีความสมมาตร และแกนกลางที่เป็นกลางจะผ่านกระแสใกล้กับศูนย์
- ความต้านทานที่ซับซ้อนของตัวนำนำไปสู่ การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิลเมื่อกระแสไหลผ่านด้วยความเบี่ยงเบนเวกเตอร์เนื่องจากส่วนประกอบที่ทำปฏิกิริยา
แผนภาพแรงดันตกคร่อมแบบกราฟิกสามารถแสดงได้ดังนี้: เส้นแนวนอนตรงโผล่ออกมาจากจุดหนึ่ง - เวกเตอร์ปัจจุบัน จากจุดเดียวกัน เวกเตอร์แรงดันอินพุต U1 และเวกเตอร์แรงดันเอาต์พุต U2 ออกมาเป็นมุมกับกระแสในมุมที่เล็กกว่า จากนั้นแรงดันไฟฟ้าตกตามเส้นจะเท่ากับความแตกต่างทางเรขาคณิตระหว่างเวกเตอร์ U1 และ U2
รูปที่ 1 การแสดงแรงดันไฟฟ้าตกแบบกราฟิก
ในรูปที่แสดง สามเหลี่ยมมุมฉาก ABC แสดงถึงแรงดันตกและการสูญเสียตามสายเคเบิลยาว ส่วน AB คือด้านตรงข้ามมุมฉากของสามเหลี่ยมมุมฉากและในเวลาเดียวกันการลดลง ขา AC และ BC จะแสดงแรงดันไฟฟ้าตกโดยคำนึงถึงแอคทีฟและรีแอกแตนซ์ และส่วน AD แสดงให้เห็นถึงจำนวนการสูญเสีย
การคำนวณด้วยตนเองค่อนข้างยาก กราฟทำหน้าที่แสดงกระบวนการที่เกิดขึ้นในวงจรไฟฟ้าระยะไกลด้วยสายตาเมื่อกระแสไฟฟ้าของโหลดที่กำหนดผ่านไป
การคำนวณโดยใช้สูตร
ในทางปฏิบัติ เมื่อติดตั้งสายไฟแบบลำตัวและกระจายสายเคเบิลไปยังผู้บริโภคปลายทางโดยมีการกระจายเพิ่มเติมที่ไซต์งาน จะใช้สายเคเบิลทองแดงหรืออะลูมิเนียม
ความต้านทานของตัวนำจะคงที่ สำหรับทองแดง p = 0.0175 โอห์ม*มม.2/ม. สำหรับตัวนำอะลูมิเนียม p = 0.028 โอห์ม*มม.2/ม.
เมื่อทราบความต้านทานและความแรงของกระแสไฟฟ้า การคำนวณแรงดันไฟฟ้าจึงเป็นเรื่องง่ายโดยใช้สูตร U = RI และสูตร R = p*l/S โดยที่ใช้ค่าต่อไปนี้:
- ความต้านทานของลวด - p
- ความยาวของสายเคเบิลที่นำกระแสไฟฟ้าคือ l
- พื้นที่หน้าตัดของตัวนำคือ S
- โหลดกระแสเป็นแอมแปร์ - I.
- ความต้านทานของตัวนำ - R.
- แรงดันไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าคือ U
ใช้สูตรง่าย ๆ ในตัวอย่างง่ายๆ: มีการวางแผนที่จะติดตั้งซ็อกเก็ตหลายอันในส่วนขยายเดี่ยวของบ้านส่วนตัว เลือกตัวนำทองแดงที่มีหน้าตัด 1.5 ตารางเมตรสำหรับการติดตั้ง มม. แม้ว่าสำหรับสายอะลูมิเนียมสาระสำคัญของการคำนวณจะไม่เปลี่ยนแปลง
เนื่องจากกระแสไฟฟ้าไหลกลับไปกลับมาผ่านสายไฟ คุณต้องคำนึงว่าระยะทางของความยาวสายเคเบิลจะต้องเป็นสองเท่า หากเราถือว่าซ็อกเก็ตจะถูกติดตั้งจากบ้านสี่สิบเมตรและกำลังสูงสุดของอุปกรณ์คือ 4 kW โดยมีกระแส 16 A จากนั้นใช้สูตรทำให้ง่ายต่อการคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า:
ยู = 0.0175*40*2/1.5*16
หากเราเปรียบเทียบค่าที่ได้รับกับค่าที่ระบุสำหรับสายเฟสเดียว 220 V 50 Hz ปรากฎว่าแรงดันไฟฟ้าที่สูญเสียคือ: 220-14.93 = 205.07 V.
การสูญเสีย 14.93 V ดังกล่าวนั้นเท่ากับ 6.8% ของแรงดันไฟฟ้าอินพุต (เล็กน้อย) ในเครือข่าย ค่าที่ยอมรับไม่ได้สำหรับกลุ่มพลังงานของซ็อกเก็ตและอุปกรณ์ส่องสว่าง การสูญเสียจะสังเกตเห็นได้ชัดเจน: ซ็อกเก็ตจะจ่ายกระแสไฟน้อยกว่ากำลังไฟเต็ม และอุปกรณ์ส่องสว่างจะทำงานโดยใช้ความร้อนน้อยลง
กำลังทำความร้อนตัวนำจะเป็น P = UI = 14.93*16 = 238.9 W. นี่คือเปอร์เซ็นต์ของการสูญเสียทางทฤษฎีโดยไม่คำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าตกที่จุดเชื่อมต่อของสายไฟและหน้าสัมผัสของกลุ่มเต้ารับ
ดำเนินการคำนวณที่ซับซ้อน
สำหรับการคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในบรรทัดโดยละเอียดและเชื่อถือได้มากขึ้น จำเป็นต้องคำนึงถึงความต้านทานปฏิกิริยาและแอคทีฟซึ่งรวมกันเป็นความต้านทานและพลังงานที่ซับซ้อน
เพื่อดำเนินการคำนวณ แรงดันไฟฟ้าของสายเคเบิลลดลงใช้สูตร:
∆U = (P*r0+Q*x0)*L/ ชื่อคุณ
สูตรนี้มีค่าต่อไปนี้:
- P, Q - พลังที่แอ็คทีฟและปฏิกิริยา
- r0, x0 - แอคทีฟ, รีแอกแตนซ์
- U nom - แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด
เพื่อให้แน่ใจว่ามีการโหลดที่เหมาะสมที่สุดในสายส่งสามเฟส จำเป็นต้องโหลดให้เท่ากัน ในการทำเช่นนี้ขอแนะนำให้เชื่อมต่อมอเตอร์ไฟฟ้ากำลังกับสายไฟเชิงเส้นและจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ให้แสงสว่าง - ระหว่างเฟสและเส้นกลาง
มีตัวเลือกการเชื่อมต่อโหลดสามแบบ:
- ตั้งแต่แผงไฟฟ้าไปจนถึงปลายสาย
- จากแผงไฟฟ้าที่มีการกระจายสม่ำเสมอตามความยาวสายเคเบิล
- จากแผงไฟฟ้าไปจนถึงสองสายรวมที่มีการกระจายโหลดสม่ำเสมอ
ตัวอย่างการคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า: การใช้พลังงานรวมของการติดตั้งแบบระเหยทั้งหมดในบ้านหรืออพาร์ตเมนต์คือ 3.5 kW - ค่าเฉลี่ยสำหรับ ปริมาณน้อยเครื่องใช้ไฟฟ้าอันทรงพลัง หากโหลดทั้งหมดทำงานอยู่ (อุปกรณ์ทั้งหมดเชื่อมต่อกับเครือข่าย) cosφ = 1 (มุมระหว่างเวกเตอร์ปัจจุบันและเวกเตอร์แรงดันไฟฟ้า) การใช้สูตร I = P/(Ucosφ) เราจะได้ความแรงของกระแส I = 3.5*1,000/220 = 15.9 A
การคำนวณเพิ่มเติม: หากคุณใช้สายทองแดงที่มีหน้าตัด 1.5 ตารางเมตร ม. มม. ความต้านทาน 0.0175 โอห์ม*มม.2 และความยาวของสายเคเบิลแบบสองคอร์สำหรับการเดินสายไฟคือ 30 เมตร
ตามสูตร การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าคือ:
∆U = I*R/U*100% โดยที่กระแสคือ 15.9 A ความต้านทานคือ 2 (สองสาย)*0.0175*30/1.5 = 0.7 โอห์ม จากนั้น ∆U = 15.9*0.7/220*100% = 5.06%
ค่าที่ได้รับนั้นเกินกว่าการลดลงห้าเปอร์เซ็นต์ที่แนะนำโดยเอกสารกำกับดูแลเล็กน้อย โดยหลักการแล้ว คุณสามารถทิ้งไดอะแกรมไว้สำหรับการเชื่อมต่อดังกล่าวได้ แต่หากค่าหลักของสูตรได้รับผลกระทบจากปัจจัยที่ไม่สามารถนับได้ การสูญเสียจะเกินค่าที่อนุญาต
สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไรสำหรับผู้บริโภคปลายทาง? การชำระค่าไฟฟ้าใช้แล้วที่จ่ายเข้าแผงจำหน่ายเต็มกำลังเมื่อใช้ไฟฟ้าแรงดันต่ำจริง
การใช้โต๊ะสำเร็จรูป
ช่างฝีมือประจำบ้านหรือผู้เชี่ยวชาญจะทำให้ระบบการคำนวณง่ายขึ้นได้อย่างไรเมื่อพิจารณาการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าตามความยาวสายเคเบิล คุณสามารถใช้ตารางพิเศษที่ให้ไว้ในเอกสารเฉพาะทางสำหรับวิศวกรระบบไฟฟ้าได้
ตารางคำนวณตามพารามิเตอร์หลักสองตัว - ความยาวสายเคเบิล 1,000 ม. และค่ากระแส 1 A
ตัวอย่างเช่นตารางจะแสดงด้วยการคำนวณสำเร็จรูปสำหรับวงจรไฟฟ้าและแสงสว่างแบบเฟสเดียวและสามเฟสที่ทำจากทองแดงและอลูมิเนียมที่มีหน้าตัดต่างกันตั้งแต่ 1.5 ถึง 70 ตารางเมตร ม. มม. เมื่อจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ไฟฟ้า
| ตารางที่ 1. การหาค่าแรงดันไฟฟ้าที่สูญเสียไปตามความยาวสายเคเบิล | พื้นที่หน้าตัด mm2 | สายเฟสเดียว | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| สายสามเฟส | โภชนาการ | สายสามเฟส | โภชนาการ | ||||
| แสงสว่าง | โหมด | แสงสว่าง | โหมด | ||||
| เริ่ม | ทองแดง | อลูมิเนียม | โคไซน์ของมุมเฟส = 0.8 | โคไซน์ของมุมเฟส = 0.35 | อลูมิเนียม | โคไซน์ของมุมเฟส = 0.8 | โคไซน์ของมุมเฟส = 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 |
โคไซน์ของมุมเฟส = 1
ตารางสะดวกในการคำนวณเมื่อออกแบบสายไฟ ตัวอย่างการคำนวณ: มอเตอร์ทำงานด้วยกระแสไฟฟ้าที่กำหนด 100 A แต่เมื่อสตาร์ทเครื่อง ต้องใช้กระแสไฟ 500 A ในระหว่างการทำงานปกติ cos Źคือ 0.8 และค่าเมื่อสตาร์ทเครื่องคือ 0.35 แผงไฟฟ้าจ่ายกระแสไฟฟ้า 1,000 A การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าคำนวณโดยใช้สูตร ∆U% = 100∆U/U ระบุ
เครื่องยนต์ได้รับการออกแบบให้มีกำลังสูงดังนั้นจึงควรใช้สายไฟที่มีพื้นที่หน้าตัด 35 ตารางเมตรในการเชื่อมต่อ มม. สำหรับวงจรสามเฟสในการทำงานปกติของเครื่องยนต์ แรงดันไฟฟ้าที่สูญเสียคือ 1 โวลต์ต่อความยาวสายไฟ 1 กม. หากความยาวสายไฟสั้นกว่า (เช่น 50 เมตร) กระแสไฟฟ้าคือ 100 A แรงดันไฟฟ้าที่สูญเสียจะถึง:
∆U = 1 V*0.05 กม.*100A = 5 V
การสูญเสียที่แผงสวิตช์เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์คือ 10 V ยอดรวมคือ 5 + 10 = 15 V ซึ่งคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าเล็กน้อยคือ 100 * 15 * / 400 = 3.75% จำนวนผลลัพธ์จะต้องไม่เกินค่าที่อนุญาตดังนั้นการติดตั้งสายไฟดังกล่าวจึงค่อนข้างสมจริง
ในขณะที่สตาร์ทเครื่องยนต์กระแสไฟควรเป็น 500 A และระหว่างโหมดการทำงาน - 100 A ความแตกต่างคือ 400 A ซึ่งกระแสในแผงกระจายจะเพิ่มขึ้น 1,000 + 400 = 1,400 A. ตารางที่ 1 ระบุว่าเมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์การสูญเสียตามความยาวสายเคเบิล 1 กม. จะเท่ากับ 0.52 V จากนั้น
∆U เมื่อสตาร์ท = 0.52*0.05*500 = 13 V
∆ ชิลด์ U = 10*1400/100 = 14 V
∆U ทั้งหมด = 13+14 = 27 V เป็นเปอร์เซ็นต์ ∆U = 27/400*100 = 6.75% - ค่าที่อนุญาต ไม่เกินค่าสูงสุด 8% เมื่อพิจารณาถึงพารามิเตอร์ทั้งหมดแล้ว การติดตั้งสายไฟจึงเป็นที่ยอมรับได้
การคำนวณ ตาราง กราฟ ไดอะแกรม - เครื่องมือที่แม่นยำสำหรับการคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกตามความยาวสายเคเบิล คุณสามารถทำให้งานของคุณง่ายขึ้นได้หากคุณทำการคำนวณโดยใช้เครื่องคิดเลขออนไลน์ข้อดีนั้นชัดเจน แต่ก็คุ้มค่าที่จะตรวจสอบข้อมูลในแหล่งข้อมูลต่างๆ และเริ่มจากค่าเฉลี่ยที่ได้รับ
มันทำงานอย่างไร:
- เครื่องคิดเลขออนไลน์ได้รับการออกแบบมาให้ทำการคำนวณอย่างรวดเร็วตามข้อมูลเริ่มต้น
- คุณต้องป้อนปริมาณต่อไปนี้ลงในเครื่องคิดเลข - กระแส (สลับ, ตรง), ตัวนำ (ทองแดง, อลูมิเนียม), ความยาวเส้น, หน้าตัดของสายเคเบิล
- ต้องแน่ใจว่าได้ป้อนพารามิเตอร์สำหรับจำนวนเฟส กำลัง แรงดันไฟฟ้าเครือข่าย ตัวประกอบกำลัง อุณหภูมิการทำงานของสาย
- หลังจากป้อนข้อมูลเบื้องต้นแล้ว โปรแกรมจะกำหนดแรงดันตกคร่อมสายเคเบิลด้วยความแม่นยำสูงสุด
- สามารถได้ผลลัพธ์ที่ไม่น่าเชื่อถือหากป้อนค่าเริ่มต้นไม่ถูกต้อง
คุณสามารถใช้ระบบดังกล่าวเพื่อทำการคำนวณเบื้องต้นได้เนื่องจากเครื่องคำนวณการบริการในทรัพยากรต่าง ๆ ไม่ได้แสดงผลลัพธ์เดียวกันเสมอไป: ผลลัพธ์ขึ้นอยู่กับการใช้งานโปรแกรมที่มีความสามารถของโปรแกรมโดยคำนึงถึงปัจจัยหลายประการ
อย่างไรก็ตาม คุณสามารถคำนวณด้วยเครื่องคิดเลขสามเครื่อง นำค่าเฉลี่ยมาสร้างต่อในขั้นตอนการออกแบบเบื้องต้น
วิธีตัดขาดทุน
เห็นได้ชัดว่ายิ่งสายเคเบิลบนเส้นยาวเท่าใด ความต้านทานของตัวนำก็จะยิ่งมากขึ้นเมื่อกระแสไหลผ่าน และด้วยเหตุนี้ การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย
มีหลายวิธีในการลดเปอร์เซ็นต์การสูญเสียที่สามารถใช้ได้อย่างอิสระหรือรวมกัน:
- ใช้สายเคเบิลที่มีหน้าตัดที่ใหญ่กว่า คำนวณโดยสัมพันธ์กับตัวนำอื่น การเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของตัวนำกระแสไฟฟ้าสามารถทำได้โดยการเชื่อมต่อสายไฟสองเส้นแบบขนาน พื้นที่หน้าตัดทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น โหลดจะกระจายเท่าๆ กัน และการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจะลดลง
- ลดระยะเวลาการทำงานของตัวนำ วิธีนี้มีประสิทธิภาพ แต่ก็ไม่สามารถนำมาใช้ได้เสมอไป ความยาวสายเคเบิลสามารถลดลงได้หากมีความยาวตัวนำสำรอง ในสถานประกอบการที่มีเทคโนโลยีสูงการพิจารณาตัวเลือกในการวางสายเคเบิลใหม่นั้นค่อนข้างสมจริงหากต้นทุนของกระบวนการที่ใช้แรงงานเข้มข้นนั้นต่ำกว่าต้นทุนในการติดตั้งสายการผลิตใหม่ที่มีแกนตัดขวางขนาดใหญ่มาก
- ลดกระแสไฟที่ส่งผ่านสายยาว ในการทำเช่นนี้คุณสามารถตัดการเชื่อมต่อผู้บริโภคหลายรายออกจากสายและเชื่อมต่อผ่านวงจรบายพาส วิธีการนี้ใช้ได้กับเครือข่ายที่มีสาขาอย่างดีและมีทางหลวงสำรอง ยิ่งพลังงานที่ส่งผ่านสายเคเบิลต่ำลง ตัวนำก็จะร้อนน้อยลง ความต้านทานและการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจะลดลง
ความสนใจ! เมื่อสายเคเบิลทำงานที่อุณหภูมิสูง ตัวนำจะร้อนขึ้นและแรงดันไฟฟ้าตกจะเพิ่มขึ้น การสูญเสียสามารถลดลงได้โดยใช้ฉนวนความร้อนเพิ่มเติมหรือการวางสายเคเบิลไปตามเส้นทางอื่นซึ่งมีอุณหภูมิต่ำกว่ามาก
การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าเป็นหนึ่งในภารกิจหลักของอุตสาหกรรมพลังงาน หากผู้บริโภคปลายทางแรงดันไฟฟ้าตกบนสายไฟและการสูญเสียพลังงานแทบจะไม่มีใครสังเกตเห็นได้ สิ่งเหล่านี้ก็น่าประทับใจสำหรับองค์กรขนาดใหญ่และองค์กรที่เกี่ยวข้องกับการจัดหาไฟฟ้าให้กับโรงงาน แรงดันไฟฟ้าตกสามารถลดลงได้หากทำการคำนวณทั้งหมดอย่างถูกต้อง
ฉันสนใจที่จะทำให้การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าเป็นปกติในบรรทัดในส่วนต่าง ๆ ของเครือข่ายไฟฟ้า:
CPU – TP (RTP) – ASU (แผงสวิตช์หลัก) – ShchO (ShchR หรือ ShchS) – หมายเลข หลอด EO (n.a. EP ที่ทรงพลังที่สุด)
ตัวย่อที่ยอมรับ (สำหรับคำจำกัดความ ดูบทที่ 7.1 ของ PUE และท้ายบทความนี้):
- การศึกษาความเป็นไปได้ – การศึกษาความเป็นไปได้
- CPU - ศูนย์พลังงาน
- TP – สถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้า
- RTP - สถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย
- ASU – อุปกรณ์กระจายอินพุต
- แผงสวิตช์หลัก - หลัก แผงสวิตช์,
- ШО – แผงไฟส่องสว่างการทำงาน
- ShchAO - แผงไฟฉุกเฉิน
- ShchR – บอร์ดกระจายสินค้า
- ShchS - เกราะป้องกันพลังงาน
- EO – ไฟส่องสว่างแบบไฟฟ้า
- EP – เครื่องรับไฟฟ้า
- สหภาพยุโรป – การติดตั้งระบบไฟฟ้า
- ดี. – อันที่ห่างไกลที่สุด
- ร.ล. – สายการจำหน่าย
- gr.l. – สายกลุ่ม
- d.z.u.o.n. – ค่าที่อนุญาตของการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าในสภาวะคงตัว
การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในระบบจ่ายไฟเป็นค่าเท่ากับความแตกต่างระหว่างค่าสถานะคงที่ของแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพซึ่งวัดที่จุดสองจุดของระบบจ่ายไฟ (GOST 23875-88 “คุณภาพของพลังงานไฟฟ้า ข้อกำหนดและคำจำกัดความ” ) ตัวอย่างเช่น ความแตกต่างทางพีชคณิตระหว่างแรงดันไฟฟ้าที่จุดเริ่มต้น (ตัวอย่างเช่น ที่แหล่งจ่ายไฟต้นทาง) และที่จุดสิ้นสุด (ที่ขั้วของเครื่องรับไฟฟ้า) ของเส้น
บนขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง TP แรงดันไฟฟ้าคือ 0.4 kV (ข้อ 1.2.23 ของ PUE รุ่นที่ 7) เช่น 105% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของเครือข่ายไฟฟ้า 0.38 kV (GOST 721 และ GOST 21128) เรามีการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า "ที่มีอยู่" จากบัสบาร์ของหม้อแปลงไปยัง ASU ในโหมดปกติ 5% - ค่าเฉลี่ยอยู่ภายใน 4-6% (ข้อ 5.2.4 RD 34.20.185-94) โดยปกติค่าที่อนุญาตของการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าสถานะคงที่ที่เทอร์มินัล ED คือ± 5% ของแรงดันไฟฟ้าเครือข่ายที่ได้รับการจัดอันดับ (ข้อ 5.2 ของ GOST 13109-97)
เรามีการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า "ที่มีอยู่" อยู่ที่ 10% จากบัสบาร์ของสวิตช์เกียร์ 0.4 kV TP ถึงหมายเลข ED แต่ขอแนะนำให้สูญเสียแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจากบัสบาร์ของหม้อแปลงไปที่หมายเลข หลอด EO ไม่เกิน 7.5% (SP 31-110-2003) ซึ่งหมายความว่าหากจากบัสบาร์ 0.4 kV ของสถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าถึง ASU - 5% จากนั้นในส่วนจาก ASU ถึงหมายเลข หลอด EO ไม่เกิน 2.5% และสำหรับการสูญเสีย EO อื่น ๆ ในอาคาร EO ไม่ควรเกิน 4% (GOST R 50571.15-97):
- จากบัสบาร์ TP ถึง ASU - 5% (380V)
- จากยาง TP สู่ n.u. หลอด EO - 7.5% (370V);
- จากยาง TP สู่ n.u. อีพี - 9% (364.8V)
และการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในระบบจ่ายไฟของอาคารในส่วนต่างๆ ของโครงข่ายไฟฟ้า ได้แก่ ร.ล. และ gr.l. (ดูคอลัมน์ “b” และ “c” ของตารางที่ 1) ไม่ได้กำหนดมาตรฐาน และได้รับการคัดเลือกตามเงื่อนไขเฉพาะ การศึกษาความเป็นไปได้ ฯลฯ จากมุมมองของการลดความซับซ้อนของการออกแบบ ในความคิดของฉัน การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในส่วนต่างๆ ของเครือข่ายไฟฟ้า จาก ASU ถึง:
- ดี. หลอด EO ไม่เกิน 2.5% ซึ่ง
- ร.ล. สูงถึง ShchO – 0.5%
- gr.l. พ.ศ หลอด EO – 2%
- ดี. ES ไม่ควรเกิน 4% ซึ่งในจำนวนนี้
- ร.ล. สูงถึง ShchR – 2%,
- เส้นไปที่หมายเลข อีพี – 2%
- มอเตอร์ไฟฟ้า อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และอุปกรณ์พิเศษ - ตามหนังสือเดินทาง แต่ไม่เกิน 15%
- สำหรับวงจรแรงดันไฟฟ้าของมิเตอร์ไฟฟ้า - 0.5% (RM-2559)
ไม่จำเป็นต้องคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในแต่ละกลุ่ม (ที่มีหน้าตัดตัวนำเท่ากัน) ในเครือข่ายของอุปกรณ์ไฟฟ้าภายในและปลั๊กไฟเนื่องจาก ไม่มีแนวทางในปัจจุบันที่กำหนดให้ทำการคำนวณ ซึ่งจำเป็นเท่านั้นในการระบุค่าภายใต้เงื่อนไขกรณีที่เลวร้ายที่สุด เช่น สำหรับหมายเลข หลอด EO และสายที่มีการรับน้ำหนักมากที่สุด n.o. อีพี.
จากประสบการณ์การออกแบบ การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในกลุ่มไฟส่องสว่างทั่วไปภายในอพาร์ทเมนต์สามารถทำได้เท่ากับ 1-0.8% (Tulchin I.K., Nudler G.I. เครือข่ายไฟฟ้าและอุปกรณ์ไฟฟ้าของที่อยู่อาศัยและ อาคารสาธารณะ- ฉบับที่ 2, M.: Energoatomizdat, 1990; ดูตาราง 16.1 “ขีดจำกัดของการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตซึ่งพารามิเตอร์ของเครือข่ายไฟฟ้ามีค่าใกล้เคียงกับค่าที่เหมาะสมที่สุด” บนหน้าที่ 253)
บนรถโดยสารของสถานีหม้อแปลงไฟฟ้ากระแสสลับในช่วงเวลาที่มีโหลดน้อยที่สุดบนเครือข่าย แรงดันไฟฟ้าจะต้องไม่สูงกว่า 100% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด (ข้อ 1.2.23 ของ PUE ฉบับที่ 7) และการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า ขึ้นอยู่กับ กำลังโหลดในเครือข่ายจะลดลงตามสัดส่วน
แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด! จำเป็นต้องคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในโหมดหลังเหตุฉุกเฉินเพื่อไม่ให้เกินค่าสูงสุดที่อนุญาตของการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าคงที่ (GOST 13109-97): ± 10% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของ เครือข่ายไฟฟ้าตาม GOST 721 และ GOST 21128 (แรงดันไฟฟ้า) การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในโหมดหลังเหตุฉุกเฉิน m.b. ที่เกี่ยวข้อง เช่น สำหรับสายเคเบิลสำรองร่วมกัน
ตำแหน่งของ Rostechnadzor:
ข้อมูลและสิ่งพิมพ์อ้างอิง “ข่าววิศวกรรมไฟฟ้า”,
อาหารเสริมประจำปี “คำถามและคำตอบ” เสริมจากนิตยสารฉบับที่ 6(48) พ.ศ. 2550
นักออกแบบมีความขัดแย้งมากมายในการทำความเข้าใจ SP 31-110-2003 ข้อ 7.23 การเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าจากแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดที่ขั้วของเครื่องรับไฟฟ้าและหมายเลข หลอด EO ไม่ควรเกิน 5% ของค่ามาตรฐาน โหมด และจากยาง TP ไปจนถึง n.u. หลอด EO – 7.5% ซึ่งหมายความว่า ARU ไม่ใช่ หลอด EO - 5% ของ 380/220 V แต่จากนั้นจะต้องจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจากสถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าไปยัง ASU เพื่อให้ได้ค่าแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยใน ASU โดยคำนึงถึงการสูญเสียในสายนี้ (2.5%)
ประการแรก ควรแยกแยะแนวคิดของ "การเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้า" และ "การสูญเสียแรงดันไฟฟ้า" ย่อหน้าแรกของข้อ 7.23 ของ SP 31-110-2003 ทำให้ความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าจากแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดที่ขั้วของเครื่องรับไฟฟ้าของหลอดไส้เป็นปกติ ย่อหน้าที่สามของข้อ 7.23 ของ SP 31-110-2003 เกี่ยวข้องกับการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายในพื้นที่จากบัส 0.4 kV ของสถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้า 6-10 / 0.4 kV ไปยังเครื่องรับพลังงานระยะไกลที่สุด
ต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขของวรรคหนึ่ง แนะนำให้ปฏิบัติตามวรรคสาม
ตามคำแนะนำของข้อ 1.2.23 ของ PUE ฉบับที่ 7 แรงดันไฟฟ้าบนบัสบาร์ที่มีแรงดันไฟฟ้า 3–20 kV ของโรงไฟฟ้าและสถานีไฟฟ้าย่อยจะต้องได้รับการดูแลอย่างน้อย 105% ของค่าพิกัดในช่วงระยะเวลาของโหลดสูงสุด และอย่างน้อย 100% ของค่าพิกัดในช่วงระยะเวลาโหลดต่ำสุดในเครือข่ายเหล่านี้
โดยคำนึงถึงข้อกำหนดเบื้องต้นเหล่านี้ จำเป็นต้องตรวจสอบส่วนตัวนำที่เลือกตามเงื่อนไขอื่น ๆ แรงดันไฟฟ้าที่สูญเสียในสายไฟในโหมดปกติควรเป็นเช่นนั้นที่ขั้วต่อของเครื่องรับไฟฟ้าระยะไกลที่สุด แรงดันไฟฟ้าทั้งที่โหลดสูงสุดและต่ำสุดอยู่ภายใน ±5% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด เมื่อตรวจสอบหน้าตัดของตัวนำที่เลือกสำหรับการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า จำเป็นต้องคำนึงถึงตำแหน่งของสวิตช์ประปาที่สถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้า 6–10/0.4 kV
Viktor Shatrov ผู้ช่วยที่ Rostechnadzor
การอ้างอิงเชิงบรรทัดฐาน:
ป.ว. ฉบับที่ 7
ระดับแรงดันไฟฟ้าและการควบคุม การชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ
1.2.22. สำหรับเครือข่ายไฟฟ้าควรมีมาตรการทางเทคนิคเพื่อให้มั่นใจ คุณภาพพลังงานไฟฟ้าตามข้อกำหนดของ GOST 13109
1.2.23. อุปกรณ์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันไฟฟ้าบนรถโดยสารที่มีแรงดันไฟฟ้า 3-20 กิโลโวลต์ของโรงไฟฟ้าและสถานีไฟฟ้าย่อยที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายการจำหน่ายนั้นได้รับการดูแลให้อยู่ในช่วงไม่น้อยกว่า 105% ของค่าพิกัดในช่วงระยะเวลาที่มีโหลดสูงสุด และไม่เกิน 100% ของค่าพิกัดในช่วงเวลาที่มีโหลดน้อยที่สุดของเครือข่ายเหล่านี้ การเบี่ยงเบนจากระดับแรงดันไฟฟ้าที่ระบุจะต้องได้รับการพิสูจน์
1.2.24. การเลือกและการจัดวางอุปกรณ์ชดเชยพลังงานรีแอกทีฟใน เครือข่ายไฟฟ้าดำเนินการตามความต้องการเพื่อให้แน่ใจว่าความจุของเครือข่ายที่ต้องการในโหมดปกติและหลังเหตุฉุกเฉิน ขณะเดียวกันก็รักษาระดับแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการและระยะขอบความเสถียร
GOST 13109-97 มาตรฐานคุณภาพพลังงานไฟฟ้าในระบบจ่ายไฟเอนกประสงค์5.2. การเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้า
ค่าเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้ามีลักษณะเป็นตัวบ่งชี้ค่าเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าในสภาวะคงตัวสำหรับ ซึ่งกำหนดมาตรฐานดังต่อไปนี้:
- ค่าที่อนุญาตตามปกติและค่าสูงสุดที่อนุญาตของการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าสถานะคงที่δUуที่ขั้วของตัวรับพลังงานไฟฟ้าจะเท่ากับ± 5 และ± 10% ตามลำดับของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของเครือข่ายไฟฟ้าตาม GOST 721 และ GOST 21128 (แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด);
- ค่าที่อนุญาตตามปกติและสูงสุดที่อนุญาตของการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าสถานะคงที่ ณ จุดเชื่อมต่อทั่วไปของผู้ใช้พลังงานไฟฟ้ากับเครือข่ายไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้า 0.38 kV ขึ้นไปจะต้องจัดทำขึ้นในสัญญาการใช้พลังงานไฟฟ้าระหว่างองค์กรจัดหาพลังงาน และผู้บริโภคโดยคำนึงถึงความจำเป็นในการปฏิบัติตามบรรทัดฐานของมาตรฐานนี้ที่ขั้วของพลังงานไฟฟ้าของเครื่องรับ
ถ.34.20.185-94
คำแนะนำในการออกแบบโครงข่ายไฟฟ้าในเมือง
ช. 5.2 ระดับแรงดันไฟฟ้าและการควบคุม การชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟ
5.2.4. การเลือกส่วนสายไฟและสายเคเบิลเบื้องต้นสามารถทำได้ตามค่าเฉลี่ยของการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าสูงสุดในโหมดปกติ: ในเครือข่าย 10(6) kV ไม่เกิน 6% ในเครือข่าย 0.38 kV (จากสถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าไปจนถึงอินพุตอาคาร ) ไม่เกิน 4-6 %
ค่าที่มากขึ้นหมายถึงเส้นที่จ่ายให้กับอาคารที่มีการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าน้อยกว่าในเครือข่ายภายใน (อาคารแนวราบและอาคารส่วนเดียว) ค่าที่น้อยกว่า - ถึงเส้นที่จ่ายให้กับอาคารที่มีการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่มากขึ้นในเครือข่ายภายใน (หลาย อาคารพักอาศัยหลายชั้น อาคารสาธารณะขนาดใหญ่ และสถาบันต่างๆ)
สป 31-110-2003
ออกแบบและติดตั้งระบบไฟฟ้าอาคารพักอาศัยและอาคารสาธารณะ
7. ไดอะแกรมเครือข่ายไฟฟ้า
7.23 การเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าจากแรงดันไฟฟ้าระบุที่ขั้วของเครื่องรับไฟฟ้ากำลังและโคมไฟไฟฟ้าระยะไกลส่วนใหญ่ไม่ควรเกิน ± 5% ในโหมดปกติ และค่าสูงสุดที่อนุญาตในโหมดหลังเหตุฉุกเฉินที่โหลดการออกแบบสูงสุดคือ ± 10% ในเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้า 12-50 V (นับจากแหล่งพลังงานเช่นหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์) อนุญาตให้ยอมรับค่าเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าได้สูงสุด 10%
สำหรับเครื่องรับไฟฟ้าจำนวนหนึ่ง (อุปกรณ์ควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า) อนุญาตให้ลดแรงดันไฟฟ้าในโหมดสตาร์ทได้ภายในขอบเขตของค่าที่ควบคุมสำหรับเครื่องรับไฟฟ้าเหล่านี้ แต่ไม่เกิน 15%
เมื่อคำนึงถึงความเบี่ยงเบนที่ได้รับการควบคุมจากค่าที่ระบุ การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจากบัสบาร์ 0.4 kV TP ไปยังโคมไฟส่องสว่างทั่วไปที่ห่างไกลที่สุดในอาคารที่อยู่อาศัยและสาธารณะจะไม่ ตามกฎแล้วควรเกิน 7.5% ช่วงของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของเครื่องรับไฟฟ้าเมื่อสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้าไม่ควรเกินค่าที่กำหนดโดย GOST 13109
GOST R 50571.15-97 (IEC 364-5-52-93) การติดตั้งระบบไฟฟ้าของอาคาร
ส่วนที่ 5 การเลือกและติดตั้งอุปกรณ์ไฟฟ้า บทที่ 52 การเดินสายไฟฟ้า
525. การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในการติดตั้งระบบไฟฟ้าของอาคาร
การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในการติดตั้งระบบไฟฟ้าของอาคารไม่ควรเกิน 4% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดของการติดตั้ง สภาวะชั่วคราว เช่น สภาวะชั่วครู่และความผันผวนของแรงดันไฟฟ้า (เกิดจากการสวิตช์ที่ผิดพลาด) จะไม่ถูกนำมาพิจารณา
IEC 60364-7-714-1996, IEC 60364-7-714 (1996) การติดตั้งระบบไฟฟ้าของอาคาร
ส่วนที่ 7 ข้อกำหนดสำหรับการติดตั้งหรือสถานที่พิเศษ
มาตรา 714 การติดตั้งแสงสว่างภายนอก
714.512. แรงดันไฟตกคร่อมในภาวะการทำงานปกติต้องสอดคล้องกับสภาวะที่เป็นผลจากกระแสไหลเข้าของหลอด
ถ.34.20.501-95
กฎการดำเนินงานด้านเทคนิคของโรงไฟฟ้าและเครือข่ายของสหพันธรัฐรัสเซีย
5. อุปกรณ์ไฟฟ้าของโรงไฟฟ้าและโครงข่าย
5.12.7. เครือข่ายไฟส่องสว่างของโรงไฟฟ้าจะต้องได้รับพลังงานผ่านตัวปรับความเสถียรหรือจากหม้อแปลงแยกเพื่อให้มั่นใจว่าสามารถรักษาแรงดันไฟส่องสว่างภายในขอบเขตที่กำหนด แรงดันไฟฟ้าของหลอดไฟไม่ควรสูงกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด แรงดันไฟฟ้าตกที่หลอดไฟที่อยู่ห่างไกลที่สุดของเครือข่ายไฟส่องสว่างภายในรวมถึงการติดตั้งฟลัดไลท์ไม่ควรเกิน 5% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด สำหรับหลอดไฟระยะไกลที่สุดของเครือข่ายไฟส่องสว่างภายนอกและฉุกเฉินและในเครือข่าย 12-42 V ไม่เกิน 10% (สำหรับหลอดฟลูออเรสเซนต์ไม่เกิน 7.5%)
GOST R IEC 60204-1-99 (IEC 60204-1) ความปลอดภัยของเครื่องจักร
อุปกรณ์ไฟฟ้าของเครื่องจักรและกลไก ข้อกำหนดทั่วไป
13 สายเคเบิลและสายไฟ 13.5 แรงดันไฟตกบนสายไฟ
ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ แรงดันไฟฟ้าตกระหว่างแหล่งพลังงานและจุดใช้งานโหลดไม่ควรเกิน 5% ของค่าพิกัด
2559 ริงกิต
คำแนะนำในการออกแบบการวัดปริมาณการใช้ไฟฟ้าในอาคารพักอาศัยและอาคารสาธารณะ
5.15. ต้องเลือกหน้าตัดและความยาวของสายไฟและสายเคเบิลที่ใช้สำหรับวงจรแรงดันไฟฟ้าของมิเตอร์เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าสูญเสียไม่เกิน 0.5% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด
ที่บ้านเรามักจะใช้สายไฟต่อแบบพกพา - ปลั๊กสำหรับเปิดเครื่องใช้ในครัวเรือนชั่วคราว (ปกติถาวร): เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า เครื่องปรับอากาศ เตารีดที่ใช้กระแสไฟฟ้าสูง โดยปกติแล้วสายเคเบิลสำหรับสายไฟต่อนี้จะถูกเลือกตามหลักการของสิ่งใดก็ตามที่อยู่ในมือและไม่สอดคล้องกับพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าที่ต้องการเสมอไป
ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลาง (หรือหน้าตัดของเส้นลวดเป็น mm2) ลวดมีความต้านทานไฟฟ้าที่แน่นอนสำหรับการส่งผ่านของกระแสไฟฟ้า
ยิ่งหน้าตัดของตัวนำมีขนาดใหญ่เท่าใด ความต้านทานไฟฟ้าก็จะยิ่งต่ำลง แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมตัวนำก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น ดังนั้นจึงมีการสูญเสียพลังงานในสายไฟน้อยลงเนื่องจากความร้อน
มาดำเนินการกัน การวิเคราะห์เปรียบเทียบการสูญเสียพลังงานเนื่องจากการทำความร้อนในสายไฟขึ้นอยู่กับหน้าตัด ลองใช้สายเคเบิลทั่วไปในชีวิตประจำวันที่มีหน้าตัด: 0.75; 1.5; 2.5 มม.ตร. สำหรับสายต่อสองเส้นที่มีความยาวสายเคเบิล: L = 5 ม. และ L = 10 ม.
ลองยกตัวอย่างโหลดในรูปแบบของเครื่องทำความร้อนไฟฟ้ามาตรฐานพร้อมพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า: - แรงดันไฟฟ้า U = 220 โวลต์; - กำลังเครื่องทำความร้อนไฟฟ้า P = 2.2 KW = 2200 W; - ปริมาณการใช้กระแสไฟ I = P/ U = 2200 W / 220 V = 10 A.
จากเอกสารอ้างอิง เรามานำข้อมูลความต้านทานของเส้นลวดขนาด 1 เมตรที่มีหน้าตัดต่างๆ กัน
ให้ตารางความต้านทานของลวดทองแดงและอลูมิเนียมยาว 1 เมตร
มาคำนวณการสูญเสียพลังงานที่ใช้ในการทำความร้อนสำหรับหน้าตัดลวด S = 0.75 mm2 ลวดทำจากทองแดง
ความต้านทานของสายไฟ 1 เมตร (จากโต๊ะ) R1 = 0.023 โอห์ม ความยาวสาย L = 5 เมตร ความยาวของสายไฟในสายเคเบิล (ตรงนั้นและด้านหลัง) คือ 2 · L = 2 · 5 = 10 เมตร ความต้านทานไฟฟ้าสายไฟในสายเคเบิล R = 2 · L · R1 = 2 · 5 · 0.023 = 0.23 โอห์ม
แรงดันไฟฟ้าตกในสายเคเบิลเมื่อกระแสไฟฟ้าผ่าน I = 10 A จะเป็น: U = I · R = 10 A · 0.23 โอห์ม = 2.3 V กำลังไฟฟ้าที่สูญเสียเพื่อให้ความร้อนในสายเคเบิลจะเป็น: P = U · I = 2.3 โวลต์ · 10 แอม = 23 วัตต์
หากความยาวสายเคเบิลคือ L = 10 ม. (ส่วนเดียวกัน S = 0.75 มม.2) กำลังไฟฟ้าที่สูญเสียในสายเคเบิลจะเป็น 46 W นี่คือประมาณ 2% ของพลังงานที่ใช้โดยเครื่องทำความร้อนไฟฟ้าจากเครือข่าย
สำหรับสายเคเบิลที่มีตัวนำอะลูมิเนียมหน้าตัดเท่ากัน S = 0.75 มม.ตร. การอ่านเพิ่มขึ้นและมีค่าเป็น -34.5 W สำหรับ L = 5 m สำหรับ L = 10 ม. - 69 วัตต์
ข้อมูลการคำนวณทั้งหมดสำหรับสายเคเบิลที่มีหน้าตัด 0.75 1.5; 2.5 มม.ตร. สำหรับความยาวสายเคเบิล L = 5 และ L = 10 เมตร แสดงไว้ในตาราง โดยที่: S – หน้าตัดของเส้นลวดในหน่วย mm2; R1 – ความต้านทานของสายไฟ 1 เมตรในหน่วยโอห์ม R - ความต้านทานของสายเคเบิลเป็นโอห์ม U – แรงดันไฟฟ้าตกในสายเคเบิลเป็นโวลต์; P – กำลังไฟฟ้าที่สูญเสียไปในสายเคเบิลมีหน่วยเป็นวัตต์หรือเป็นเปอร์เซ็นต์
ข้อสรุปใดที่ควรได้จากการคำนวณเหล่านี้?
- - ด้วยหน้าตัดที่เท่ากัน สายเคเบิลทองแดงจึงมีความปลอดภัยมากกว่าและสูญเสียพลังงานไฟฟ้าน้อยลงเนื่องจากความร้อนของสายไฟ P
- - เมื่อความยาวสายเคเบิลเพิ่มขึ้น การสูญเสีย P จะเพิ่มขึ้น เพื่อชดเชยการสูญเสีย จำเป็นต้องเพิ่มหน้าตัดของสายเคเบิล S
- - แนะนำให้เลือกสายเคเบิลที่มีปลอกยางและแกนสายเคเบิลแบบมัลติคอร์
สำหรับสายไฟต่อ ขอแนะนำให้ใช้เต้ารับยูโรและปลั๊กยูโร หมุดของปลั๊กยูโรมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มม. ปลั๊กไฟธรรมดามีเส้นผ่านศูนย์กลางขา 4 มม. ปลั๊กยูโรได้รับการออกแบบมาให้จ่ายกระแสไฟได้มากกว่าปลั๊กไฟและปลั๊กทั่วไป ยิ่งเส้นผ่านศูนย์กลางของหมุดปลั๊กมีขนาดใหญ่ พื้นที่สัมผัสที่จุดเชื่อมต่อของปลั๊กและเต้ารับก็จะยิ่งมากขึ้น ความต้านทานการเปลี่ยนแปลงจึงลดลง ส่งผลให้ความร้อนที่จุดเชื่อมต่อของปลั๊กและเต้ารับน้อยลง
domasniyelektromaster.ru
การคำนวณการสูญเสียสายเคเบิล
ในระหว่างการทำงาน ตัวนำจะร้อนขึ้นและสร้างความร้อน ยิ่งแรงดันไฟฟ้าและความต้านทานของแกนสูงเท่าไร ความสูญเสียในสายเคเบิลก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
ความสูญเสียจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด
เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในการคำนวณ เป็นเรื่องปกติที่จะใช้ตาราง Knorring ตามความสัมพันธ์ระหว่างกำลังของโหลดปัจจุบันและความยาวของสายไฟ
| โมเมนต์โหลดสำหรับตัวนำทองแดง, kW∙m, สายไฟสองเส้นสำหรับแรงดันไฟฟ้า 220 V |
||||||
ตารางที่ 2 แรงดันไฟฟ้า 380/220 V สำหรับสายสามเฟสและสี่เฟส เมื่อโหลดในบรรทัดต่างกัน การคำนวณจะดำเนินการตามตารางที่ 1
| โมเมนต์โหลดสำหรับตัวนำทองแดง, kW∙m, สายไฟสามเฟสสี่สายที่มีศูนย์สำหรับแรงดันไฟฟ้า 380/220 V หรือสามสายสามเฟสที่ไม่มีศูนย์สำหรับ 380 V โดยมีหน้าตัดของตัวนำมีขนาด mm2 เท่ากัน |
||||||||||||||
| โมเมนต์โหลดสำหรับตัวนำทองแดง kW∙m สายไฟสองเส้นสำหรับแรงดันไฟฟ้า 12 V |
||||||
| ด้วยหน้าตัดของตัวนำ s, mm2 เท่ากับ |
||||||
สายไฟทำงานได้อย่างเหมาะสมที่สุดโดยสูญเสียไม่เกิน 5% หากตัวเลขผลลัพธ์สูงกว่าจำเป็นต้องเปลี่ยนสายเคเบิลด้วยพื้นที่หน้าตัดที่ใหญ่กว่าของตัวนำ มิฉะนั้นระบบจะไม่ทำงานและอาจเกิดไฟฟ้าลัดวงจรเพิ่มขึ้นด้วย ซื้อ สายไฟด้วยหน้าตัดที่ใหญ่กว่าความจำเป็นก็ไม่คุ้มเช่นกัน สิ่งนี้จะเพิ่มต้นทุนของเครือข่ายปฏิบัติการอย่างมาก
เมื่อเลือกสายเคเบิลควรได้รับคำแนะนำจากตัวบ่งชี้ที่ได้รับระหว่างการคำนวณ
ivkz.ru
การสูญเสียสายเคเบิลขึ้นอยู่กับตารางความยาว
การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิลออนไลน์ การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิลเป็นค่าเท่ากับความแตกต่างระหว่างค่าสถานะคงที่ของแรงดันไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพซึ่งวัดที่จุดสองจุดของระบบจ่ายไฟ (ตาม GOST 23875-88)
หากความต้านทาน Zп1=Zп2=Zп3 และ Zн1=Zн2=Zн3 เท่ากัน จะไม่มีกระแสไฟฟ้าในเส้นลวดที่เป็นกลาง (รูปที่ 1) ดังนั้นสำหรับสายสามเฟส การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจะถูกคำนวณสำหรับตัวนำหนึ่งตัว ในเส้นสองเฟสและเฟสเดียว เช่นเดียวกับในวงจรไฟฟ้ากระแสตรง กระแสไหลผ่านตัวนำสองตัว (รูปที่ 2) ดังนั้นจึงแนะนำค่าสัมประสิทธิ์ 2 (โดยมีเงื่อนไขว่า Zп1=Zп2 เท่ากัน) การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น (ระหว่างเฟส) ในสายเคเบิลที่มีกระแสสลับสามเฟสดำเนินการโดยใช้สูตร: ΔU(v)=(PRL+QXL)/Uл; ΔU(%)=(100(PRL+QXL))/ Ul² หรือ (หากทราบกระแส) ΔU(в)=√3·I(R·cosφ·L+X·sinφ·L); ΔU(%)=(100√3·I(R·cosφ·L+X·sinφ·L))/ Ul โดยที่: Q= Ul·I·sinφ การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าของเฟส (ระหว่างเฟสและสายนิวทรัล) ในสายเคเบิลจะดำเนินการตามสูตร: ΔU(v)=2·(PRL+QXL)/Uph; ΔU(%)=2·(100(PRL+QXL))/Uф² หรือ (หากทราบกระแส) ΔU(в)=2·I(R·cosφ·L+X·sinφ·L); ΔU(%)=2·(100·I(R·cosφ·L+X·sinφ·L))/Uph โดยที่: Q= Uph·I·sinφ เพื่อคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสาย U=380 V; 3 เฟส เพื่อคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าเฟส U=220 V; ระยะที่ 1
สำหรับกระแสตรงcosφ = 1; ระยะที่ 1
P - พลังงานที่ใช้งานส่งไปตามสาย W; Q - พลังงานปฏิกิริยาที่ส่งไปตามสาย VAR; สายเคเบิล, Ohm/m;X - ความต้านทานแบบเหนี่ยวนำเฉพาะของสายเคเบิล, Ohm/m;L - ความยาวของสายเคเบิล, m; Ul - แรงดันไฟฟ้าสายของเครือข่าย, V; Uph - แรงดันไฟฟ้าเฟสของเครือข่าย, V
วิธีการคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิล
ปัญหาด้านคุณภาพของการส่งและรับพลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสภาพของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อนนี้ เนื่องจากอุตสาหกรรมพลังงานขนส่งพลังงานจำนวนมหาศาลในระยะทางไกล ความต้องการที่เพิ่มขึ้นจึงถูกวางลงบนลักษณะของสายไฟ
ยิ่งไปกว่านั้น ให้ความสนใจอย่างต่อเนื่องในการลดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงแต่กับแหล่งจ่ายไฟหลักที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงยาวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวงจรทุติยภูมิด้วย เช่น หม้อแปลงวัดแรงดันไฟฟ้า ดังที่แสดงในรูปถ่าย
สายเคเบิลของวงจรทุติยภูมิ VT จากแต่ละเฟสจะถูกรวบรวมไว้ในที่เดียว - ตู้ประกอบเทอร์มินัล จากสวิตช์เกียร์นี้ซึ่งอยู่บนเสาติดตั้งอุปกรณ์ตรงกลาง วงจรแรงดันไฟฟ้าจะจ่ายด้วยสายเคเบิลแยกต่างหากไปยังแผงขั้วต่อของแผงที่อยู่ในห้องรีเลย์
อุปกรณ์ไฟฟ้าหลักอยู่ห่างจากอุปกรณ์ป้องกันและเครื่องวัดที่ติดตั้งบนแผงเป็นระยะทางพอสมควร ความยาวของสายเคเบิลดังกล่าวสูงถึง 300-400 เมตร ระยะห่างดังกล่าวนำไปสู่การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่เห็นได้ชัดเจนในวงจรภายใน ซึ่งอาจประเมินลักษณะทางมาตรวิทยาของเครื่องมือวัดและระบบโดยรวมต่ำไปอย่างมาก
ด้วยเหตุนี้ คุณภาพของการแปลงค่าแรงดันไฟฟ้าหลัก เช่น 330 กิโลโวลต์ เป็นค่ารอง 100 โวลต์ โดยมีระดับความแม่นยำที่ต้องการคือ 0.2 หรือ 0.5 อาจไม่อยู่ภายในขีดจำกัดที่อนุญาตซึ่งจำเป็นสำหรับการดำเนินการวัดที่เชื่อถือได้ ระบบและการป้องกัน
เพื่อกำจัดข้อผิดพลาดดังกล่าวในขั้นตอนการปฏิบัติงาน สายเคเบิลวัดทั้งหมดจะต้องคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าแม้ในระหว่างการออกแบบวงจรอุปกรณ์ไฟฟ้า
การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร
สายเคเบิลประกอบด้วยแกนนำไฟฟ้า ซึ่งแต่ละแกนล้อมรอบด้วยชั้นอิเล็กทริก โครงสร้างทั้งหมดถูกวางไว้ในตัวเรือนอิเล็กทริกที่ปิดสนิท
ตัวนำโลหะวางอยู่ใกล้กันมากโดยกดให้แน่นด้วยปลอกป้องกัน ด้วยความยาวเส้นยาว พวกมันเริ่มทำงานเหมือนตัวเก็บประจุที่มีแผ่นที่สร้างประจุ เนื่องจากการกระทำของมันทำให้เกิดความจุซึ่งก็คือ ส่วนสำคัญปฏิกิริยา
เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงขดลวดของหม้อแปลง เครื่องปฏิกรณ์ และองค์ประกอบอื่น ๆ ที่มีการเหนี่ยวนำ กำลังของพลังงานไฟฟ้าจึงกลายเป็นอุปนัยในธรรมชาติ ความต้านทานของแกนโลหะเป็นส่วนประกอบที่ใช้งานของความต้านทานรวมหรือความต้านทานเชิงซ้อน Zp ของแต่ละเฟส
ในการทำงานภายใต้แรงดันไฟฟ้า สายเคเบิลจะเชื่อมต่อกับโหลดที่มีความต้านทานเชิงซ้อน Zn รวมในแต่ละแกน
ในระหว่างการทำงานของสายเคเบิลในวงจรสามเฟสภายใต้สภาวะโหลดที่กำหนด กระแสในเฟส L1-L3 จะมีความสมมาตร และกระแสไฟฟ้าที่ไม่สมดุลใกล้กับศูนย์มากจะไหลในสายนิวทรัล N
ความต้านทานที่ซับซ้อนของตัวนำเมื่อกระแสไหลผ่านทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตกและสูญเสียในสายเคเบิลลดค่าอินพุตและเนื่องจากส่วนประกอบที่ทำปฏิกิริยาจึงเบี่ยงเบนไปตามมุมด้วย ทั้งหมดนี้แสดงเป็นแผนผังในแผนภาพเวกเตอร์
ที่เอาต์พุตของสายเคเบิลจะมีแรงดันไฟฟ้า U2 ซึ่งเบี่ยงเบนไปจากเวกเตอร์ปัจจุบันเป็นมุม φ และลดลงตามจำนวนหยด I ∙z จากค่าอินพุต U1 กล่าวอีกนัยหนึ่งเวกเตอร์แรงดันตกในสายเคเบิลนั้นเกิดจากการที่กระแสไฟฟ้าผ่านความต้านทานเชิงซ้อนของตัวนำและเท่ากับค่าของความแตกต่างทางเรขาคณิตระหว่างเวกเตอร์อินพุตและเอาต์พุต
เพื่อความชัดเจน จะแสดงในระดับขยายและกำหนดโดยส่วน ac หรือด้านตรงข้ามมุมฉากของรูปสามเหลี่ยมมุมฉากถาม ขา ak และ kc บ่งบอกถึงแรงดันตกคร่อมส่วนประกอบที่ทำงานและปฏิกิริยาของความต้านทานของสายเคเบิล
ให้เราคิดต่อไปในทิศทางของเวกเตอร์ U2 จนกระทั่งมันตัดกับเส้นของวงกลมที่เกิดจากเวกเตอร์ U1 จากจุดศูนย์กลางที่จุด O ตอนนี้เรามีเวกเตอร์ ab โดยมีมุมทำซ้ำทิศทางของ U2 และมีความยาวเท่ากัน ถึงผลต่างทางคณิตศาสตร์ระหว่างค่า U1-U2 ปริมาณสเกลาร์นี้เรียกว่าการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า
มีการคำนวณเมื่อสร้างโครงการและวัดระหว่างการทำงานของสายเคเบิลเพื่อตรวจสอบความปลอดภัย ลักษณะทางเทคนิค.
หลักการวัดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิล
ในการทำการทดลองจำเป็นต้องทำการวัดสองครั้งด้วยโวลต์มิเตอร์ที่ปลายต่างกัน: อินพุตและโหลด เนื่องจากความแตกต่างจะมีน้อยจึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงโดยเฉพาะคลาส 0.2
ความยาวของสายเคเบิลอาจยาวได้ซึ่งจะต้องใช้เวลามากในการย้ายจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง ในช่วงเวลานี้แรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตาม เหตุผลต่างๆซึ่งจะบิดเบือนผลลัพธ์สุดท้าย ดังนั้นการวัดดังกล่าวมักจะดำเนินการพร้อมกันจากทั้งสองด้าน โดยมีผู้ช่วยที่มีอุปกรณ์สื่อสารและอุปกรณ์วัดที่มีความแม่นยำสูงตัวที่สอง
เนื่องจากโวลต์มิเตอร์วัดค่าประสิทธิผลของแรงดันไฟฟ้า ความแตกต่างในการอ่านจะบ่งบอกถึงปริมาณการสูญเสียที่เกิดจากการลบเลขคณิตของโมดูลเวกเตอร์ที่อินพุตและเอาต์พุตของสายเคเบิล
เป็นตัวอย่าง ให้พิจารณาวงจรของหม้อแปลงวัดแรงดันไฟฟ้าที่แสดงในภาพด้านบน สมมติว่าค่าเชิงเส้นที่อินพุตสายเคเบิลวัดได้อย่างแม่นยำถึงหนึ่งในสิบและเท่ากับ 100.0 โวลต์ และที่ขั้วเอาต์พุตที่เชื่อมต่อกับโหลดคือ 99.5 โวลต์ ซึ่งหมายความว่าการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดเป็น 100.0-99.5 = 0.5 V เมื่อแปลงเป็นเปอร์เซ็นต์ จะเท่ากับ 0.5%
หลักการคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า
กลับไปที่แผนภาพเวกเตอร์ของแรงดันตกและเวกเตอร์การสูญเสีย เมื่อทราบการออกแบบสายเคเบิลแล้ว ความต้านทานเชิงแอกทีฟของสายเคเบิลจะคำนวณจากความต้านทาน ความหนา และความยาวของโลหะของแกนนำกระแสไฟฟ้า
ค่ารีแอกแตนซ์และความยาวเฉพาะทำให้คุณสามารถกำหนดค่ารีแอกแตนซ์รวมของสายเคเบิลได้ บ่อยครั้งสำหรับการคำนวณก็เพียงพอที่จะใช้หนังสืออ้างอิงพร้อมตารางและคำนวณความต้านทานทั้งสองประเภท (ใช้งานและปฏิกิริยา) ขึ้นอยู่กับแบรนด์ของสายเคเบิลที่มีคุณสมบัติทางเทคนิคบางอย่าง
เมื่อทราบสองขาของสามเหลี่ยมมุมฉากแล้ว ด้านตรงข้ามมุมฉากจะถูกคำนวณ - ค่าของความต้านทานเชิงซ้อน
สายเคเบิลถูกสร้างขึ้นเพื่อส่งกระแสตามค่าพิกัด ด้วยการคูณค่าตัวเลขด้วยความต้านทานเชิงซ้อน เราจะทราบขนาดของแรงดันตกคร่อม - ด้านไฟฟ้ากระแสสลับ ทั้งสองด้านมีการคำนวณในทำนองเดียวกัน: ak (I∙R) และkс (I∙X)
ถัดไป จะทำการคำนวณตรีโกณมิติอย่างง่าย ในรูปสามเหลี่ยม ake นั้น ขา ae ถูกกำหนดโดยการคูณ I∙R ด้วย cos φ และใน Δ сkf - ความยาวด้าน cf (I∙X คูณด้วย sin φ) โปรดทราบว่าส่วน cf เท่ากับความยาวของส่วน ed ซึ่งเป็นด้านตรงข้ามของสี่เหลี่ยมผืนผ้า
เพิ่มความยาวผลลัพธ์ ae และ ed มาดูความยาวของโฆษณาส่วน ซึ่งน้อยกว่า ab หรือการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อย เนื่องจากค่า bd มีค่าน้อย จึงเป็นการง่ายกว่าที่จะละเลยค่านี้มากกว่าการพยายามนำมาพิจารณาในการคำนวณซึ่งมักจะทำเกือบทุกครั้ง
อัลกอริธึมอย่างง่ายนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณสายเคเบิลแบบสองคอร์เมื่อจ่ายไฟจากกระแสสลับไซน์ซอยด์ เทคนิคนี้ยังใช้ได้กับการปรับเปลี่ยนวงจรไฟฟ้ากระแสตรงเล็กน้อยอีกด้วย
ในสายสามเฟสที่ทำงานบนสายเคเบิลสามหรือสี่คอร์ จะใช้เทคนิคการคำนวณที่คล้ายกันสำหรับแต่ละเฟส ด้วยเหตุนี้จึงมีความซับซ้อนมากขึ้น
วิธีการคำนวณในทางปฏิบัติ
เวลาที่คำนวณด้วยตนเองโดยใช้สูตรนั้นหายไปนานแล้ว องค์กรออกแบบใช้ตาราง กราฟ และไดอะแกรมพิเศษที่สรุปมาเป็นเวลานาน หนังสืออ้างอิงทางเทคนิค- ช่วยขจัดความน่าเบื่อหน่ายในการดำเนินการทางคณิตศาสตร์จำนวนมากและข้อผิดพลาดของผู้ปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้อง
ตัวอย่างเช่น เราสามารถอ้างอิงวิธีการที่ระบุไว้ในหนังสืออ้างอิงที่เปิดเผยต่อสาธารณะ:
Fedorov เกี่ยวกับการจัดหาไฟฟ้าในปี 1986;
ในงานออกแบบระบบจ่ายไฟของสายไฟและเครือข่ายไฟฟ้า เรียบเรียงโดย Bolshman, Krupovich และ Samover
ด้วยการนำคอมพิวเตอร์เข้ามาในชีวิตของเราเป็นจำนวนมาก โปรแกรมสำหรับคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจึงเริ่มได้รับการพัฒนา ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการนี้อย่างมาก พวกเขาถูกสร้างขึ้นทั้งเพื่อทำการคำนวณที่ซับซ้อนของเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟโดยองค์กรออกแบบและเพื่อประมาณผลลัพธ์เบื้องต้นของการใช้สายเคเบิลแยกต่างหาก
เพื่อวัตถุประสงค์เหล่านี้ เจ้าของไซต์วิศวกรรมไฟฟ้าจะโพสต์เครื่องคิดเลขต่างๆ บนแหล่งข้อมูลของตน ซึ่งช่วยให้คุณสามารถประเมินความสามารถของสายเคเบิลของแบรนด์ต่างๆ ได้อย่างรวดเร็ว หากต้องการค้นหา เพียงป้อนคำค้นหาที่เหมาะสมในการค้นหาของ Google และเลือกหนึ่งในบริการ
พิจารณาการทำงานของเครื่องคิดเลขประเภทนี้เป็นตัวอย่าง
มาทำการทดสอบและป้อนข้อมูลเริ่มต้นในช่องที่เหมาะสม:
ความยาวสาย - 400 ม.
หน้าตัดของสายเคเบิล - 16 มม. ตร. (ส่วนใหญ่ไม่ใช่สายเคเบิล แต่เป็นแกนเดียว)
การคำนวณพลังงาน - 100 วัตต์;
จำนวนเฟส - 3;
แรงดันไฟหลัก - 100 โวลต์;
ตัวประกอบกำลัง -0.92;
อุณหภูมิ - 20 องศา
คลิกปุ่ม "การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิล" และดูผลลัพธ์ของบริการ
ผลลัพธ์ค่อนข้างเป็นไปได้: 0.714 โวลต์หรือ 0.714%
ลองตรวจสอบอีกครั้งในเว็บไซต์อื่น ในการดำเนินการนี้ ให้ไปที่บริการที่แข่งขันกันและป้อนค่าเดียวกัน
เป็นผลให้เราได้รับการคำนวณอย่างรวดเร็ว
ตอนนี้คุณสามารถเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่ดำเนินการโดยบริการต่างๆ 0.714-0.693373=0.021 โวลต์
ความแม่นยำในการคำนวณในทั้งสองกรณีนั้นค่อนข้างยอมรับได้ ไม่เพียงแต่สำหรับการวิเคราะห์คุณลักษณะประสิทธิภาพของสายเคเบิลอย่างรวดเร็ว แต่ยังเพื่อวัตถุประสงค์อื่นด้วย
วิธีเปรียบเทียบประสิทธิภาพของทั้งสอง บริการออนไลน์แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพและไม่มีข้อผิดพลาดในการป้อนข้อมูลที่บุคคลสามารถทำได้เนื่องจากการไม่ตั้งใจ
อย่างไรก็ตาม เมื่อทำการคำนวณเช่นนี้แล้ว ยังเร็วเกินไปที่จะสงบสติอารมณ์ จำเป็นต้องสรุปผลเกี่ยวกับความเหมาะสมของสายเคเบิลที่เลือกสำหรับการทำงานภายใต้สภาวะการทำงานเฉพาะ สำหรับสิ่งนี้ก็มี ข้อกำหนดทางเทคนิคไปจนถึงการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตจากบรรทัดฐาน
เอกสารกำกับดูแลเกี่ยวกับการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าจากค่าที่ระบุ
ใช้อย่างใดอย่างหนึ่งต่อไปนี้ ขึ้นอยู่กับสัญชาติของคุณ
ทีเคพี 45-4.04-149-2009 (RB)
เอกสารนี้มีผลใช้ได้ในอาณาเขตของสาธารณรัฐเบลารุส เมื่อได้รับผลลัพธ์ ให้ใส่ใจกับย่อหน้าที่ 9.23
SP 31-110–2003 (RF)
มาตรฐานปัจจุบันมีจุดประสงค์เพื่อใช้ในโรงงานจ่ายไฟ สหพันธรัฐรัสเซีย- พิจารณาย่อหน้าที่ 7.23
แทนที่เมื่อวันที่ 1 มกราคม 1999 มาตรฐานระหว่างรัฐ GOST 13109 ปี 1987 วิเคราะห์ตามย่อหน้าที่ 5.3.2
วิธีลดการสูญเสียสายเคเบิล
เมื่อคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิลและเปรียบเทียบผลลัพธ์กับข้อกำหนดของเอกสารกำกับดูแลสามารถสรุปเกี่ยวกับความเหมาะสมของสายเคเบิลในการใช้งานได้
หากผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่ามีการประเมินข้อผิดพลาดสูงเกินไป จำเป็นต้องเลือกสายเคเบิลอื่นหรือชี้แจงเงื่อนไขการทำงาน ในทางปฏิบัติกรณีทั่วไปมักเกิดขึ้นเมื่อวัดสายเคเบิลที่ใช้งานอยู่แล้วพบว่าแรงดันไฟฟ้าที่สูญเสียไปเกินมาตรฐานที่อนุญาต ด้วยเหตุนี้คุณภาพของการจ่ายไฟให้กับสิ่งอำนวยความสะดวกจึงลดลง
ในสถานการณ์เช่นนี้ จำเป็นต้องใช้มาตรการทางเทคนิคเพิ่มเติมเพื่อลดต้นทุนวัสดุที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนสายเคเบิลทั้งหมดเนื่องจาก:
1. การจำกัดภาระการไหล
2. การเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของตัวนำกระแสไฟฟ้า
3. ลดระยะเวลาในการทำงานของสายเคเบิล
4. ลดอุณหภูมิในการทำงาน
อิทธิพลของกำลังที่ส่งผ่านสายเคเบิลต่อการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า
การไหลของกระแสผ่านตัวนำจะมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนในนั้นเสมอและความร้อนส่งผลต่อการนำไฟฟ้า เมื่อพลังที่เพิ่มขึ้นถูกส่งผ่านสายเคเบิลพวกมันก็จะถูกสร้างขึ้น อุณหภูมิสูง, เพิ่มการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า
เพื่อลดปัญหาดังกล่าว บางครั้งก็เพียงพอที่จะปิดผู้บริโภคบางรายที่ได้รับไฟฟ้าผ่านสายเคเบิลแล้วชาร์จใหม่อีกครั้งผ่านวงจรบายพาสอื่น
วิธีนี้เหมาะสำหรับวงจรแยกที่มีผู้บริโภคจำนวนมากและมีสายสำรองสำหรับเชื่อมต่อ
การเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของแกนสายเคเบิล
วิธีนี้มักใช้เพื่อลดการสูญเสียในวงจรหม้อแปลงวัดแรงดันไฟฟ้า หากคุณเชื่อมต่อสายเคเบิลอื่นเข้ากับสายเคเบิลที่ใช้งานได้และเชื่อมต่อสายไฟแบบขนาน กระแสจะแยกและลดภาระในสายไฟแต่ละเส้น การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าก็ลดลงเช่นกัน และความแม่นยำของระบบการวัดก็กลับคืนมา
เมื่อใช้วิธีการนี้ สิ่งสำคัญคือต้องไม่ลืมทำการเปลี่ยนแปลงเอกสารประกอบตามที่สร้างขึ้น และโดยเฉพาะอย่างยิ่งไดอะแกรมการติดตั้ง ซึ่งเจ้าหน้าที่ฝ่ายซ่อมและฝ่ายปฏิบัติการใช้เพื่อดำเนินการบำรุงรักษาตามระยะ วิธีนี้จะป้องกันไม่ให้คนงานทำผิดพลาด
ลดความยาวสายเคเบิลในการทำงาน
วิธีการนี้ไม่ปกติ แต่ในบางกรณีก็สามารถใช้ได้ ความจริงก็คือเค้าโครงของเส้นทางเคเบิลในสถานประกอบการด้านพลังงานที่พัฒนาแล้วหลายแห่งได้รับการพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่องโดยสัมพันธ์กับอุปกรณ์ที่ส่งมอบ
ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะถ่ายทอดสายเคเบิลโดยลดความยาวลงซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในที่สุด
อิทธิพลของอุณหภูมิโดยรอบ
การใช้งานสายเคเบิลในห้องที่มีความร้อนเพิ่มขึ้นทำให้เกิดการละเมิดสมดุลความร้อนและเพิ่มข้อผิดพลาดในลักษณะทางเทคนิค การวางแนวอื่นๆ หรือใช้ชั้นฉนวนกันความร้อนสามารถลดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าได้
ตามกฎแล้ว คุณสามารถปรับปรุงคุณลักษณะของสายเคเบิลได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งหรือหลายวิธีเมื่อใช้ร่วมกัน ดังนั้นเมื่อมีความจำเป็นเกิดขึ้น สิ่งสำคัญคือต้องคำนวณวิธีการที่เป็นไปได้ทั้งหมดในการแก้ปัญหา และเลือกตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสภาพท้องถิ่น
ควรคำนึงว่าการจัดการสิ่งอำนวยความสะดวกทางไฟฟ้าที่มีความสามารถนั้นจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์สถานการณ์การปฏิบัติงานอย่างต่อเนื่อง การคาดการณ์การพัฒนาที่เป็นไปได้ และความสามารถในการคำนวณสถานการณ์ต่างๆ คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ช่างไฟฟ้าที่ดีแตกต่างจากคนงานทั่วไปทั่วไป
ข้อมูลช่างไฟฟ้า - วิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ ระบบอัตโนมัติในบ้าน บทความเกี่ยวกับการติดตั้งและซ่อมแซมสายไฟภายในบ้าน ปลั๊กไฟและสวิตช์ สายไฟและสายเคเบิล แหล่งกำเนิดแสง ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจและอีกมากมายสำหรับช่างไฟฟ้าและนัก DIY
ข้อมูลและเอกสารการฝึกอบรมสำหรับช่างไฟฟ้ามือใหม่
กรณีตัวอย่างและวิธีแก้ปัญหาทางเทคนิค บทวิจารณ์นวัตกรรมทางไฟฟ้าที่น่าสนใจ
ข้อมูลทั้งหมดบนเว็บไซต์ Electric Info มีไว้เพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลและการศึกษา การดูแลไซต์จะไม่รับผิดชอบต่อการใช้ข้อมูลนี้ ไซต์อาจมีเนื้อหา 12+
เครื่องคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า
เมื่อออกแบบเครือข่ายและระบบไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าต่ำ มักจำเป็นต้องคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิลและสายไฟ การคำนวณเหล่านี้จำเป็นเพื่อเลือกสายเคเบิลที่มีหน้าตัดแกนกลางที่เหมาะสมที่สุด หากคุณเลือกตัวนำผิดระบบจ่ายไฟจะล้มเหลวอย่างรวดเร็วหรือจะไม่สตาร์ทเลย เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น ขอแนะนำให้ใช้เครื่องคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าออนไลน์ ข้อมูลที่ได้รับโดยใช้เครื่องคิดเลขจะให้ความเสถียรและ การทำงานที่ปลอดภัยเส้นและเครือข่าย
สาเหตุของการสูญเสียพลังงานระหว่างการส่งไฟฟ้า
การสูญเสียพลังงานอย่างมีนัยสำคัญเกิดขึ้นจากการสูญเสียพลังงานมากเกินไป เนื่องจากความร้อนที่มากเกินไป สายเคเบิลจึงอาจร้อนมากได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้ภาระหนักและการคำนวณการสูญเสียไฟฟ้าที่ไม่ถูกต้อง ความร้อนที่มากเกินไปทำให้เกิดความเสียหายต่อฉนวน ก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อสุขภาพและชีวิตของผู้คนอย่างแท้จริง
การสูญเสียไฟฟ้ามักเกิดขึ้นเนื่องจากสายเคเบิลยาวเกินไปและมีกำลังโหลดสูง ในกรณีที่ใช้งานเป็นเวลานานค่าไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก การคำนวณที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้อุปกรณ์ทำงานผิดปกติได้ เช่น สัญญาณเตือนภัย การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิลมีความสำคัญเมื่อแหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์เป็น DC หรือ AC แรงดันต่ำ พิกัดตั้งแต่ 12 ถึง 48V
วิธีการคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า
เครื่องคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าออนไลน์จะช่วยคุณหลีกเลี่ยงปัญหาที่อาจเกิดขึ้น ตารางข้อมูลต้นฉบับประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับความยาวของสายเคเบิล หน้าตัด และวัสดุที่ใช้ในการผลิต สำหรับการคำนวณ จะต้องระบุข้อมูลเกี่ยวกับกำลังโหลด แรงดันและกระแส นอกจากนี้ ยังคำนึงถึงตัวประกอบกำลังและคุณลักษณะอุณหภูมิของสายเคเบิลด้วย หลังจากกดปุ่ม ข้อมูลจะปรากฏเกี่ยวกับการสูญเสียพลังงานเป็นเปอร์เซ็นต์ ตัวบ่งชี้ความต้านทานของตัวนำ พลังงานปฏิกิริยา และแรงดันไฟฟ้าที่โหลดสัมผัส
สูตรการคำนวณพื้นฐานมีดังต่อไปนี้: ΔU=IхRL โดยที่ ΔU หมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่สูญเสียบนเส้นการจ่าย I คือกระแสที่ใช้ไป ซึ่งกำหนดโดยพารามิเตอร์ผู้บริโภคเป็นหลัก RL สะท้อนถึงความต้านทานของสายเคเบิล ขึ้นอยู่กับความยาวและพื้นที่หน้าตัด เป็นค่าหลังที่มีบทบาทสำคัญในการสูญเสียพลังงานในสายไฟและสายเคเบิล
โอกาสในการลดการสูญเสีย
วิธีหลักในการลดการสูญเสียของสายเคเบิลคือการเพิ่มพื้นที่หน้าตัด นอกจากนี้คุณยังสามารถลดความยาวของตัวนำและลดภาระได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม สองวิธีสุดท้ายไม่สามารถนำมาใช้ได้เสมอไปเนื่องจากเหตุผลทางเทคนิค ดังนั้นในหลายกรณี ทางเลือกเดียวคือลดความต้านทานของสายเคเบิลโดยการเพิ่มหน้าตัด
ข้อเสียที่สำคัญของหน้าตัดขนาดใหญ่ถือเป็นต้นทุนวัสดุที่เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ความแตกต่างจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเมื่อระบบเคเบิลทอดยาวในระยะทางไกล ดังนั้นในขั้นตอนการออกแบบคุณต้องเลือกสายเคเบิลที่มีหน้าตัดที่ต้องการทันทีซึ่งคุณจะต้องคำนวณการสูญเสียพลังงานโดยใช้เครื่องคิดเลข โปรแกรมนี้มี คุ้มค่ามากเมื่อร่างโครงการสำหรับงานติดตั้งระบบไฟฟ้าเนื่องจากการคำนวณด้วยตนเองใช้เวลานานและเข้า เครื่องคิดเลขออนไลน์การคำนวณใช้เวลาไม่กี่วินาทีอย่างแท้จริง
การคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกในสายเคเบิล
สายไฟและสายเคเบิลได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าให้กับผู้บริโภค ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้าในตัวนำที่ขยายออกจะลดลงตามสัดส่วนของความต้านทานและปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่าน เป็นผลให้แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับผู้บริโภคจะน้อยกว่าที่แหล่งกำเนิดเล็กน้อย (ที่จุดเริ่มต้นของบรรทัด) ศักยภาพจะเปลี่ยนแปลงไปตามความยาวทั้งหมดของเส้นลวดเนื่องจากการสูญเสียในนั้น
การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในระบบไฟบ้าน
มีการเลือกหน้าตัดของสายเคเบิลเพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการทำงานที่กระแสสูงสุดที่กำหนด ในกรณีนี้ควรคำนึงถึงความยาวของมันซึ่งขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่สำคัญอื่น ๆ - แรงดันไฟฟ้าตก
สายไฟจะถูกเลือกตามค่าปกติของความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าทางเศรษฐกิจ และคำนวณแรงดันไฟฟ้าตก ค่าเบี่ยงเบนไปจากเดิมต้องไม่เกินค่าที่กำหนด
ปริมาณกระแสที่ไหลผ่านตัวนำขึ้นอยู่กับโหลดที่เชื่อมต่อ เมื่อมันเพิ่มขึ้น การสูญเสียความร้อนก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน
รูปด้านบนแสดงวงจรสำหรับจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับไฟส่องสว่าง โดยจะระบุการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในแต่ละส่วน โหลดที่ไกลที่สุดเป็นสิ่งสำคัญที่สุด และการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าส่วนใหญ่เกิดขึ้น
การสูญเสียแรงดันไฟฟ้า
- P และ Q - กำลัง, W และ var (แอคทีฟและรีแอกทีฟ);
- r0 และ x0 – ความต้านทานแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟของเส้น, Ohm/m;
- Unom – แรงดันไฟฟ้า, V.
- Unom ถูกระบุในลักษณะของเครื่องใช้ไฟฟ้า
ตาม PUE การเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตจากบรรทัดฐานมีดังนี้:
- วงจรไฟฟ้า - ไม่สูงกว่า ± 5%;
- รูปแบบแสงสว่างสำหรับอาคารพักอาศัยและภายนอกอาคาร – สูงถึง ± 5%
- แสงสว่างขององค์กรและอาคารสาธารณะ – จาก +5% เป็น -2.5%
การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจากสถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าไปยังโหลดระยะไกลที่สุดในอาคารสาธารณะและที่อยู่อาศัยไม่ควรเกิน 9% ในจำนวนนี้ 5% เกี่ยวข้องกับส่วนจนถึงอินพุตหลัก และ 4% เกี่ยวข้องกับอินพุตไปยังผู้บริโภค ตาม GOST 29322-2014 ระดับแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายสามเฟสคือ 400 V ในกรณีนี้อนุญาตให้มีการเบี่ยงเบนจาก ± 10% ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ
จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีโหลดสม่ำเสมอในสายสามเฟสที่ 0.4 kV สิ่งสำคัญคือต้องโหลดแต่ละเฟสเท่าๆ กัน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ มอเตอร์ไฟฟ้าจะเชื่อมต่อกับสายไฟเชิงเส้น และมีการเชื่อมต่อแสงสว่างระหว่างเฟสและนิวทรัล ซึ่งจะทำให้โหลดทั่วทั้งเฟสเท่ากัน
ค่าปัจจุบันหรือกำลังถูกใช้เป็นข้อมูลเบื้องต้น สำหรับเส้นยาว รีแอคแทนซ์แบบเหนี่ยวนำจะถูกนำมาพิจารณาเมื่อ ∆U ในเส้นถูกคำนวณ
ความต้านทาน x0 ของสายไฟอยู่ในช่วง 0.32 ถึง 0.44 โอห์ม/กม.
การคำนวณการสูญเสียในตัวนำดำเนินการโดยใช้สูตรที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้ซึ่งสะดวกในการแบ่งด้านขวาออกเป็นส่วนประกอบที่ใช้งานและปฏิกิริยา:
โหลดการเชื่อมต่อ
เชื่อมต่อโหลดแล้ว ในรูปแบบที่แตกต่างกัน- ที่พบบ่อยที่สุดมีดังต่อไปนี้:
- การเชื่อมต่อโหลดที่ส่วนท้ายของบรรทัด (รูปที่ a ด้านล่าง)
- การกระจายโหลดสม่ำเสมอตามความยาวของเส้น (รูปที่ b)
- เส้น L1 ซึ่งอีกเส้น L2 เชื่อมต่อกับโหลดที่กระจายสม่ำเสมอ (รูปที่ c)
แผนภาพแสดงวิธีเชื่อมต่อโหลดจากแผงไฟฟ้า
การคำนวณสายไฟสำหรับการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า
- การเลือกค่าเฉลี่ยของรีแอกแตนซ์สำหรับตัวนำที่ทำจากอะลูมิเนียมหรือเหล็กกล้า-อะลูมิเนียม เช่น 0.35 โอห์ม/กม.
- การคำนวณโหลด P, Q.
- การคำนวณการสูญเสียปฏิกิริยา:
การหาค่าความสูญเสียเชิงแอคทีฟที่อนุญาตจากความแตกต่างระหว่างการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าซึ่งระบุไว้ และค่าปฏิกิริยาที่คำนวณได้:
หน้าตัดของเส้นลวดหาได้จากความสัมพันธ์:
การเลือกค่าหน้าตัดที่ใกล้ที่สุดจากซีรีย์มาตรฐานและกำหนดค่าความต้านทานแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟต่อ 1 กม. ของเส้นจากตาราง
รูปนี้แสดงส่วนตัดขวางของแกนสายเคเบิลที่มีขนาดต่างกัน
แกนสายเคเบิลในส่วนต่างๆ
ขึ้นอยู่กับค่าที่ได้รับ ค่าที่ปรับแล้วของแรงดันไฟฟ้าตกจะคำนวณโดยใช้สูตรที่ให้ไว้ก่อนหน้านี้ หากเกินค่าที่อนุญาต คุณควรนำลวดที่ใหญ่กว่าจากแถวเดียวกันมาคำนวณใหม่
ตัวอย่างที่ 1 การคำนวณสายเคเบิลภายใต้โหลดที่ใช้งานอยู่
ในการคำนวณสายเคเบิลก่อนอื่นคุณควรกำหนดภาระรวมของผู้บริโภคทั้งหมด P = 3.8 kW สามารถใช้เป็นค่าเริ่มต้นได้ ความแรงในปัจจุบันถูกกำหนดโดยสูตรที่รู้จักกันดี:
หากโหลดทั้งหมดทำงานอยู่ cosφ=1
โดยการแทนที่ค่าลงในสูตรคุณจะพบกระแสซึ่งจะเท่ากับ: I = 3.8∙1,000/220 = 17.3 A.
ตามตารางพบหน้าตัดของสายเคเบิลสำหรับตัวนำทองแดงคือ 1.5 มม. 2
ตอนนี้คุณสามารถหาค่าความต้านทานของสายเคเบิลยาว 20 ม. ได้: R=2∙r0 ∙L/s=2∙0.0175 (โอห์ม∙มม.2)∙20 (ม.)/1.5 (มม.2)=0.464 โอห์ม
สูตรคำนวณความต้านทานของสายเคเบิลแบบสองคอร์จะคำนึงถึงความยาวของสายไฟทั้งสองเส้น
เมื่อกำหนดค่าความต้านทานของสายเคเบิลแล้ว คุณจะพบการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าได้อย่างง่ายดาย: ∆U=I∙R/U∙100% =17.3 A∙0.464 โอห์ม/220 V∙100%=3.65%
หากแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตคือ 220 V ค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาตต่อโหลดคือ 5% และผลลัพธ์ที่ได้จะต้องไม่เกินค่านั้น หากเกินพิกัดความเผื่อ จำเป็นต้องใช้ลวดที่มีขนาดใหญ่กว่าจากช่วงมาตรฐาน โดยมีหน้าตัด 2.5 มม. 2
ตัวอย่างที่ 2 การคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกเมื่อจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ไฟฟ้า
มอเตอร์ไฟฟ้าใช้กระแสไฟฟ้าภายใต้พารามิเตอร์ต่อไปนี้:
- อิโนม = 100 A;
- cos φ = 0.8 ในโหมดปกติ
- เริ่มต้น = 500 A;
- cos φ = 0.35 เมื่อเริ่มต้น;
- แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมแผงไฟฟ้าที่จ่ายกระแสไฟฟ้า 1,000 A คือ 10 V
ในรูป และด้านล่างเป็นแผนภาพแหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์ไฟฟ้า
วงจรจ่ายไฟสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า (a) และไฟส่องสว่าง (b)
เพื่อหลีกเลี่ยงการคำนวณ ให้ใช้ความแม่นยำเพียงพอ การประยุกต์ใช้จริงตารางที่คำนวณ ∆U ระหว่างเฟสในสายเคเบิลยาว 1 กม. ที่ค่าปัจจุบัน 1 A ตารางด้านล่างคำนึงถึงค่าหน้าตัดของแกน วัสดุตัวนำ และประเภทของวงจร
ตารางกำหนดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิล
แรงดันไฟฟ้าตกระหว่างการทำงานปกติของมอเตอร์ไฟฟ้าจะเป็น:
สำหรับหน้าตัดขนาด 35 มม. 2 ∆U สำหรับกระแส 1 A จะเป็น 1 V/km จากนั้น ด้วยกระแสไฟฟ้า 100 A และความยาวสายเคเบิล 0.05 กม. การสูญเสียจะเท่ากับ ∆U = 1 V/A km∙100 A∙ 0.05 กม. = 5 V เมื่อเพิ่มแรงดันไฟตกบนแผงเข้าไปด้วย ของ 10 V, การสูญเสียทั้งหมด ∆ Utotal = 10 V + 5 V = 15 V. ดังนั้นเปอร์เซ็นต์การสูญเสียจะเป็น:
∆U% = 100∙15/400 = 3.75%
ค่านี้น้อยกว่าการสูญเสียที่อนุญาตอย่างมาก (8%) และถือว่ายอมรับได้
เมื่อมอเตอร์ไฟฟ้าสตาร์ท กระแสไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเป็น 500 A ซึ่งมากกว่ากระแสไฟฟ้าที่กำหนด 400 V โหลดบนแผงกระจายสินค้าจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนที่เท่ากัน มันจะเป็น 1,400 A แรงดันตกคร่อมจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน:
∆U = 10∙1400/1000 = 14 โวลต์
ตามตาราง แรงดันไฟฟ้าตกในสายเคเบิลจะเป็น: ∆U = 0.52∙500∙0.05 = 13 V โดยรวมแล้ว การสูญเสียการเริ่มต้นของมอเตอร์จะเป็น ∆Utot = 13+14 = 27 V จากนั้นคุณควรพิจารณาว่าอย่างไร มากจะเป็นเปอร์เซ็นต์ : ∆U = 27/400∙100 =6.75% ผลลัพธ์อยู่ภายในขีดจำกัดที่ยอมรับได้ เนื่องจากจะต้องไม่เกินขีดจำกัด 8%
ควรเลือกการป้องกันสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าในลักษณะที่แรงดันไฟฟ้าตอบสนองมากกว่าเมื่อสตาร์ท
ตัวอย่างที่ 3 การคำนวณ ∆U ในวงจรไฟส่องสว่าง
วงจรไฟส่องสว่างเฟสเดียวสามวงจรเชื่อมต่อขนานกับสายจ่ายไฟสี่สายสามเฟสซึ่งประกอบด้วยตัวนำขนาด 2.70 มม. ยาว 50 ม. รับกระแสไฟฟ้า 150 A ไฟส่องสว่างเป็นเพียงส่วนหนึ่งของโหลดของสายไฟ (รูปที่. ข ด้านบน)
วงจรไฟส่องสว่างแต่ละวงจรทำจากลวดทองแดงยาว 20 ม. โดยมีหน้าตัด 2.5 มม. 2 และมีกระแสไฟ 20 A โหลดทั้งสามโหลดเชื่อมต่อกับเฟสเดียวกัน ในกรณีนี้ สายไฟจะมีความสมดุลของโหลด
จำเป็นต้องกำหนดแรงดันไฟฟ้าตกในแต่ละวงจรไฟส่องสว่าง
แรงดันไฟฟ้าตกในสายสามเฟสถูกกำหนดโดยโหลดที่มีประสิทธิผลที่ระบุในเงื่อนไขตัวอย่าง: เส้นเฟส ∆U = 0.55∙150∙0.05 = 4.125 V นี่คือการสูญเสียระหว่างเฟส ในการแก้ปัญหา คุณต้องค้นหาการสูญเสียระหว่างเฟสและเป็นกลาง: ∆Uline fn = 4.125/√3 = 2.4 V
แรงดันไฟฟ้าตกสำหรับวงจรเฟสเดียวหนึ่งวงจรคือ ∆Uav = 18∙20∙0.02 = 7.2 V หากคุณรวมการสูญเสียในสายจ่ายไฟและวงจรเข้าด้วยกัน แล้วผลรวมทั้งหมดจะเป็น ∆Uav ทั้งหมด = 2.4 + 7.2 = 9 .6 V โดยคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ จะเป็น 9.6/230∙100 = 4.2% ผลลัพธ์เป็นที่น่าพอใจเนื่องจากมีค่าน้อยกว่าค่าที่อนุญาตคือ 6%
ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า วีดีโอ
วิธีตรวจสอบแรงดันไฟตกบนสายเคเบิล ประเภทต่างๆคุณสามารถดูได้จากวิดีโอด้านล่าง
เมื่อเชื่อมต่อเครื่องใช้ไฟฟ้าสิ่งสำคัญคือต้องคำนวณและเลือกสายไฟและสายไฟให้ถูกต้องเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่สูญเสียไปไม่เกินค่าที่อนุญาต การสูญเสียในเครือข่ายอุปทานจะถูกเพิ่มเข้าไปด้วยซึ่งควรจะสรุป
การคำนวณการสูญเสียสายเคเบิล
ตัวนำของสายเคเบิลใด ๆ จะสร้างความร้อนเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน ยิ่งกระแสไฟฟ้าและความต้านทานของตัวนำมากเท่าใด การสูญเสียในสายเคเบิลก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เมื่อทราบความต้านทานของแกนสายเคเบิลและปริมาณกระแสที่ไหลผ่านแล้วคุณสามารถคำนวณการสูญเสียในเกือบทุกวงจรได้ การสูญเสียจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดและคำนวณโดยใช้สูตร:
โดยที่ Unom คือแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดที่อินพุตสายเคเบิล U คือแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับโหลด
ในทางปฏิบัติจะสะดวกกว่าถ้าใช้ตารางพิเศษที่เสนอโดย Knorring ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบสายไฟ ตารางเหล่านี้เชื่อมโยงการสูญเสียสายเคเบิลกับพารามิเตอร์ "แรงบิดโหลด" ซึ่งคำนวณเป็นผลคูณของกำลังโหลด P เป็นกิโลวัตต์ด้วยความยาวสาย L เป็นเมตร
ตารางที่ 1 แสดงการพึ่งพาการสูญเสียสายเคเบิลกับแรงบิดโหลดสำหรับตัวนำทองแดงของเส้นลวดสองเส้นที่แรงดันไฟฟ้า 220 V
ตารางที่ 2 แสดงการขึ้นต่อกันของการสูญเสียสายเคเบิลกับแรงบิดโหลดสำหรับสายสามเฟสสี่สายที่มีศูนย์สำหรับแรงดันไฟฟ้า 380/220 V หรือสามสายที่ไม่มีศูนย์สำหรับแรงดันไฟฟ้า 380 V ตารางที่ 2 ใช้ได้เฉพาะสำหรับ กรณีโหลดเท่ากันในทั้งสามเฟส ในกรณีนี้ ในสายสี่เส้นที่มีศูนย์ กระแสในแกนเคเบิลที่เป็นกลางจะเป็นศูนย์
โปรดทราบว่าเมื่อมีโหลดไม่สมมาตรในสายสามเฟสการสูญเสียจะเพิ่มขึ้น เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดในกรณีที่โหลดไม่สมมาตรมากในแนวเดียวกับศูนย์ แนะนำให้คำนวณการสูญเสียสำหรับเฟสโหลดมากที่สุดตามตารางที่ 1
ตารางที่ 3 แสดงการพึ่งพาการสูญเสียสายเคเบิลกับแรงบิดโหลดสำหรับตัวนำทองแดงของเส้นลวดสองเส้นที่แรงดันไฟฟ้า 12 โวลต์ ตารางนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อคำนวณการสูญเสียในสายไฟที่จ่ายหลอดแรงดันต่ำจากหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์
ในตารางเหล่านี้จะไม่คำนึงถึงปฏิกิริยารีแอคแตนซ์ของเส้นเนื่องจากเมื่อใช้สายเคเบิลจะมีค่าเล็กน้อยเมื่อเทียบกับความต้านทานแบบแอคทีฟ
ตารางที่ให้มานั้นใช้ได้สำหรับกรณีที่โหลด Рн เชื่อมต่อที่ส่วนท้ายของเส้นความยาว L ดังแสดงในรูป 1. ในกรณีนี้ โมเมนต์โหลด M จะถูกคำนวณเป็น M=L∙Рн
หากโหลดมีกำลังเท่ากันจำนวนมาก โหลดแต่ละตัว Рн ซึ่งกระจายเท่า ๆ กันตลอดความยาวทั้งหมดของเส้นความยาว L ดังแสดงในรูปที่ 1 2 ในกรณีนี้ โมเมนต์โหลด M จะถูกคำนวณเป็น M=L∙Рн∙n/2 โดยที่ n คือจำนวนโหลดที่เท่ากัน
มักจะพบกรณีดังแสดงในรูปที่ 1 3. ในกรณีนี้มีบรรทัด L1 ซึ่งเชื่อมต่อกับบรรทัด L2 โดยมีโหลดที่เชื่อมต่อเท่ากันตามความยาว ในกรณีนี้ การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดเป็นผลรวมของการสูญเสียในบรรทัด L1 และ L2 หน้าตัดของสายเคเบิลทั้งสองเส้นอาจแตกต่างกัน ในกรณีนี้ โมเมนต์โหลด M1=L1∙Рн∙n และ M2= L2∙Рн∙n/2
© 2013-2017. ทุกอย่างเกี่ยวกับการติดตั้งและการออกแบบระบบไฟฟ้า สงวนลิขสิทธิ์. อีเมล์: ndex.ru
ข้อมูลทั้งหมดบนเว็บไซต์ www.electromontaj-proekt.ru มีไว้เพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลและการศึกษา
ห้ามทำซ้ำวัสดุของไซต์
linochek.ru
โปรแกรมช่างไฟฟ้า. การสูญเสียแรงดันไฟฟ้า - ไฟฟ้าสูญเสียไปในสายไฟที่ไหน?
สวัสดีผู้อ่าน Tseshka.ru ที่รัก! ดังนั้น วันนี้คำถามในวาระการประชุมคือจะคำนวณหน้าตัดของเส้นลวดอย่างไรโดยพิจารณาจากการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต
และแน่นอนว่าโปรแกรมสำหรับช่างไฟฟ้าจะช่วยเราในเรื่องนี้เรียกว่า "ช่างไฟฟ้า"
ฉันได้บอกคุณไปแล้วว่าจะดาวน์โหลดโปรแกรม Electrician ได้ฟรีที่ไหนและใช้งานอย่างไร อ่านที่นี่และที่นี่
สำหรับผู้ที่ไม่รู้ว่าทำไมต้องคำนวณตามการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าฉันขอเตือนคุณว่าด้วยสายไฟที่มีความยาวมากแรงดันไฟฟ้าตกจะเกิดขึ้นในส่วนนี้และน้อยมากที่จะ "เข้าถึง" โหลดได้หากหน้าตัดของสายไฟ ถูกเลือกไม่ถูกต้อง
โดยปกติแล้วองค์กรที่ดำเนินการปรับปรุงอพาร์ทเมนต์ครั้งใหญ่จำเป็นต้องพิจารณาสภาพของสายไฟและโดยทั่วไปอุปกรณ์ไฟฟ้าทั้งหมดและเมื่อดำเนินการซ่อมแซมให้เปลี่ยนสายไฟที่ชำรุดและล้าสมัยเครื่องจักรอัตโนมัติ ฯลฯ
ในกรณีนี้จำเป็นต้องเลือกหน้าตัดของสายไฟใหม่อย่างถูกต้องไม่เพียง แต่ตามเงื่อนไขความร้อนเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตด้วย
ลองจินตนาการถึงสถานการณ์นี้ คุณต้องปรับปรุงอพาร์ทเมนต์ของคุณหรือถ้าคุณมีบ้านก็ต้องอยู่ที่บ้าน
คุณกำลังปรับปรุงสายไฟในบ้าน และตัดสินใจเดินสายไฟแยกออกจากบ้าน แต่ห้องนี้อยู่ไกลและความยาวของสายไฟประมาณ 30 เมตร ถึงทางออกสุดท้าย
คุณรู้ไหมว่าคุณจะไม่มีวันเสียบปลั๊กไฟแรงๆ ใดๆ เข้ากับเต้ารับไฟฟ้า สิ่งที่คุณเสียบได้มากที่สุดคือเตารีด ทีวี คอมพิวเตอร์ ซึ่งโดยรวมแล้วกินไฟได้ไม่เกิน 3 kW และกระแสไฟที่กำลังไฟดังกล่าวคือ I=P/U =3000/220=13.64 A หรือถ้าเราปัดขึ้นจะได้ 14 แอมแปร์
ตาม PUE หน้าตัดทองแดงขนาด 1.5 ตร.มม. เหมาะสำหรับกระแสไฟฟ้าดังกล่าว จริงอยู่ที่ฉนวนลวดจะอยู่ที่ประมาณ 60 องศาเซลเซียสที่อุณหภูมิห้อง +25 แต่กฎอนุญาตให้รับน้ำหนักต่อไปนี้:
ตอนนี้เรามาดูกันว่าโปรแกรม "ช่างไฟฟ้า" จะบอกเราอย่างไรในกรณีของเรา เราจะดูว่าสายไฟยาว 30 ม. "สูญเสีย" ไปกี่โวลต์ และ "ถึง" ทางออกกี่โวลต์
ดังนั้นเปิดโปรแกรม "ช่างไฟฟ้า" และเราสนใจปุ่มที่เรียกว่า "ขาดทุน" คลิกที่มัน:
หน้าต่างนี้จะเปิดขึ้นโดยคุณต้องใส่จุดบน "การสูญเสียแรงดันไฟฟ้า":
ในหน้าต่างถัดไปที่เปิดขึ้นให้คลิกที่ปุ่ม "สายเคเบิลและสายไฟอื่น ๆ":
ในหน้าต่างถัดไปเราจะระบุพารามิเตอร์ที่จำเป็นโดยแสดงจากบนลงล่าง:
ค้นหา - ขาดทุนเป็น %
วัสดุตัวนำ - ทองแดง
3- กำลัง P, กิโลวัตต์
4- การสูญเสียที่อนุญาต,% (ในตัวอย่างของเราค่านี้ไม่สำคัญ คุณสามารถตั้งค่า 4 ได้เช่นกัน):
ถัดไป คุณต้องเลือกปฏิกิริยารีแอคทีฟ คุณไม่จำเป็นต้องกังวลมากเกินไป เพียงคลิกที่ปุ่ม "เลือก Xo" และในหน้าต่างที่เปิดขึ้นให้คลิกที่ค่า "สายเคเบิลที่มีฉนวนไวนิลหรือโพลีไวนิลคลอไรด์" : :
ต่อไปเราป้อนค่าโคไซน์ phi ฉันตั้งค่าเป็น 0.85 เนื่องจากเราไม่มีโหลดที่ใช้งานอยู่เพียงอย่างเดียวและเราป้อนค่าต่อไปนี้ - ความยาวสายไฟคือ 30 ม.:
เพียงเท่านี้ คุณก็สามารถดูผลลัพธ์ได้แล้ว โดยคลิกที่ปุ่ม "การคำนวณ":
และตอนนี้เราเห็นผลลัพธ์แล้ว - แรงดันไฟฟ้า "สูญเสีย" มากถึง 10 โวลต์บนลวดทองแดงที่มีหน้าตัด 1.5 ตร.ม. มม. และยาว 30 เมตร!
นั่นคือเมื่อโหลด 3 kW จะไม่มี 220 โวลต์อีกต่อไป แต่จะมีเพียง 210 เท่านั้น เพื่อความสนุกสนานคุณสามารถคำนวณได้ว่า "สูญเสีย" ไปกี่โวลต์หากลวดมีส่วนตัดขวาง 2.5 ตร.ม. มม.:
อย่างที่คุณเห็นมันน้อยลงแล้ว แรงดันไฟฟ้าตกในส่วนยาว 30 ม. จะเป็นเพียง 6 โวลต์
คุณยังสามารถค้นหาในทางกลับกัน - จำเป็นต้องใช้หน้าตัดของเส้นลวดใดหากคุณทราบค่าการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการในการทำเช่นนี้ที่ด้านบนของหน้าต่างคุณต้องวางจุดบน "ส่วนเป็นตารางมม. ” และป้อนค่าที่ต้องการ - ฉันวงกลมสีแดงไว้ในรูปภาพ:
ด้วยวิธีนี้โดยใช้โปรแกรม "ช่างไฟฟ้า" คุณสามารถกำหนดได้ไม่เพียง แต่ค่าของแรงดันไฟฟ้าที่ตกบนสายไฟเท่านั้น แต่ยังค้นหาหน้าตัดที่จำเป็นสำหรับการเลือกสายไฟที่ถูกต้องเมื่อติดตั้งสายไฟ
ฉันหวังว่าข้อมูลนี้จะช่วยคุณและมีประโยชน์มากกว่าหนึ่งครั้ง
ฉันยินดีที่จะเห็นความคิดเห็นของคุณ หากคุณมีคำถามทางเทคนิค โปรดถามพวกเขาในฟอรัม นั่นคือสิ่งที่ฉันจะตอบคำถาม - ฟอรัม
สมัครสมาชิกช่องวิดีโอของฉันบน YouTube!
ชมวิดีโอเกี่ยวกับไฟฟ้าภายในบ้านอีกมากมาย!
เมื่อคำนวณการสูญเสียไฟฟ้าในสายเคเบิล สิ่งสำคัญคือต้องคำนึงถึงความยาว หน้าตัดของแกนกลาง รีแอกแทนซ์แบบเหนี่ยวนำ และการเชื่อมต่อสายไฟ ด้วยข้อมูลพื้นฐานนี้ คุณสามารถคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกได้อย่างอิสระ
ประเภทและโครงสร้างของการสูญเสีย
แม้แต่ระบบจ่ายไฟที่มีประสิทธิภาพสูงสุดก็ยังมีการสูญเสียไฟฟ้าอยู่บ้าง การสูญเสียหมายถึงความแตกต่างระหว่างพลังงานไฟฟ้าที่มอบให้กับผู้ใช้กับพลังงานที่ได้รับจริง นี่เป็นเพราะความไม่สมบูรณ์ของระบบและ คุณสมบัติทางกายภาพวัสดุที่ใช้ทำ
การสูญเสียไฟฟ้าประเภทที่พบบ่อยที่สุดในเครือข่ายไฟฟ้านั้นสัมพันธ์กับการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจากความยาวของสายเคเบิล เพื่อสร้างมาตรฐานค่าใช้จ่ายทางการเงินและคำนวณมูลค่าที่แท้จริงจึงมีการพัฒนาการจำแนกประเภทต่อไปนี้:
- ปัจจัยทางเทคนิค มันเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติ กระบวนการทางกายภาพและสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายใต้อิทธิพลของภาระ ต้นทุนคงที่แบบมีเงื่อนไข และสภาพภูมิอากาศ
- ต้นทุนการใช้อุปกรณ์และการสนับสนุนเพิ่มเติม เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับกิจกรรมของบุคลากรด้านเทคนิค
- ปัจจัยทางการค้า กลุ่มนี้รวมถึงการเบี่ยงเบนเนื่องจากความไม่สมบูรณ์ของเครื่องมือควบคุมและการวัด และจุดอื่นๆ ที่กระตุ้นให้เกิดการประเมินพลังงานไฟฟ้าต่ำเกินไป
สาเหตุหลักของการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า
สาเหตุหลักของการสูญเสียพลังงานในสายเคเบิลคือการสูญเสียสายไฟ ในระยะห่างจากโรงไฟฟ้าถึงผู้บริโภค ไม่เพียงแต่พลังงานไฟฟ้าจะกระจายไปเท่านั้น แต่ยังรวมถึงแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงด้วย (ซึ่งหากถึงค่าน้อยกว่าค่าขั้นต่ำที่อนุญาต ก็สามารถกระตุ้นให้เกิดการทำงานของอุปกรณ์ที่ไม่มีประสิทธิภาพเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพวกเขาด้วย ใช้งานไม่ได้โดยสมบูรณ์
นอกจากนี้การสูญเสียในเครือข่ายไฟฟ้าอาจเกิดจากส่วนประกอบปฏิกิริยาของส่วนของวงจรไฟฟ้านั่นคือการมีองค์ประกอบอุปนัยใด ๆ ในส่วนเหล่านี้ (ซึ่งอาจเป็นขดลวดและวงจรสื่อสาร, หม้อแปลง, ความถี่ต่ำและสูง โช้ค, มอเตอร์ไฟฟ้า)
วิธีลดการสูญเสียในเครือข่ายไฟฟ้า
ผู้ใช้เครือข่ายไม่สามารถมีอิทธิพลต่อการสูญเสียในสายไฟได้ แต่สามารถลดแรงดันไฟฟ้าตกบนส่วนของวงจรได้โดยการเชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ อย่างถูกต้อง
ควรเชื่อมต่อสายทองแดงเข้ากับสายทองแดงและสายอลูมิเนียมเข้ากับสายอลูมิเนียมจะดีกว่า เป็นการดีกว่าที่จะลดจำนวนการเชื่อมต่อสายไฟที่วัสดุแกนเปลี่ยนแปลงเนื่องจากในสถานที่ดังกล่าวไม่เพียง แต่กระจายพลังงานเท่านั้น แต่ยังเพิ่มการสร้างความร้อนด้วยซึ่งอาจเป็นอันตรายจากไฟไหม้ได้หากระดับฉนวนกันความร้อนไม่เพียงพอ เมื่อพิจารณาถึงการนำไฟฟ้าและความต้านทานไฟฟ้าของทองแดงและอลูมิเนียม การใช้ทองแดงจะประหยัดพลังงานได้มากกว่า
ถ้าเป็นไปได้เมื่อวางแผนวงจรไฟฟ้า ควรเชื่อมต่อองค์ประกอบอุปนัยเช่นขดลวด (L) หม้อแปลงไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้าแบบขนานจะดีกว่า เนื่องจากตามกฎฟิสิกส์ ค่าความเหนี่ยวนำรวมของวงจรดังกล่าวจะลดลง และเมื่อใด เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม กลับกันกลับเพิ่มขึ้น
นอกจากนี้ยังใช้เพื่อทำให้ส่วนประกอบที่เกิดปฏิกิริยาเรียบขึ้น หน่วยตัวเก็บประจุ(หรือตัวกรอง RC ร่วมกับตัวต้านทาน)
ขึ้นอยู่กับหลักการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุและผู้บริโภค มีการชดเชยหลายประเภท: ส่วนบุคคล กลุ่ม และทั่วไป
- ด้วยการชดเชยส่วนบุคคล ตัวเก็บประจุจะเชื่อมต่อโดยตรงกับตำแหน่งที่มีพลังงานปฏิกิริยาปรากฏขึ้นนั่นคือตัวเก็บประจุของตัวเองเชื่อมต่อกับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสและอีกอันหนึ่งเชื่อมต่อกับ โคมไฟปล่อยก๊าซ, อีกอันสำหรับเครื่องเชื่อม, อีกอันสำหรับหม้อแปลงเป็นต้น ณ จุดนี้ สายเคเบิลขาเข้าจะถูกระบายกระแสรีแอกทีฟไปยังผู้ใช้แต่ละราย
- การชดเชยแบบกลุ่มเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปเข้ากับองค์ประกอบหลายอย่างที่มีลักษณะอุปนัยขนาดใหญ่ ในสถานการณ์เช่นนี้กิจกรรมที่เกิดขึ้นพร้อมกันเป็นประจำของผู้บริโภคหลายรายสัมพันธ์กับการถ่ายโอนพลังงานปฏิกิริยาทั้งหมดระหว่างโหลดและตัวเก็บประจุ เส้นที่ทำให้คุณผิดหวัง พลังงานไฟฟ้าไปยังกลุ่มโหลด ยกเลิกการโหลด
- การชดเชยทั่วไปเกี่ยวข้องกับการใส่ตัวเก็บประจุด้วยตัวควบคุมในแผงหลักหรือแผงสวิตช์หลัก โดยจะประเมินตามการใช้พลังงานรีแอกทีฟในปัจจุบัน และเชื่อมต่อและตัดการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุตามจำนวนที่ต้องการอย่างรวดเร็ว จึงนำมาจากเครือข่าย กำลังทั้งหมดจะลดลงตามค่าปัจจุบันของกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟที่ต้องการ
- การติดตั้งการชดเชยกำลังไฟฟ้ารีแอกทีฟทั้งหมดจะมีสาขาตัวเก็บประจุคู่หนึ่ง ซึ่งเป็นสเตจคู่หนึ่งซึ่งสร้างขึ้นสำหรับเครือข่ายไฟฟ้าโดยเฉพาะ ขึ้นอยู่กับโหลดที่อาจเกิดขึ้น ขนาดขั้นตอนทั่วไป: 5; 10; 20; 30; 50; 7.5; 12.5; 25 ตร.ม.
หากต้องการรับขั้นตอนขนาดใหญ่ (100 กิโลวาร์ขึ้นไป) ขั้นตอนเล็กๆ จะเชื่อมต่อแบบขนาน โหลดเครือข่ายลดลง กระแสสวิตชิ่งและการรบกวนลดลง ในเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าหลักฮาร์โมนิกสูงจำนวนมาก ตัวเก็บประจุจะได้รับการปกป้องโดยโช้ค
ตัวชดเชยอัตโนมัติให้เครือข่ายที่ติดตั้งมาพร้อมกับข้อดีดังต่อไปนี้:
- ลดภาระของหม้อแปลง
- ลดความซับซ้อนของข้อกำหนดสำหรับส่วนตัดขวางของสายเคเบิล
- ทำให้สามารถโหลดโครงข่ายไฟฟ้าได้มากกว่าที่เป็นไปได้โดยไม่มีการชดเชย
- ขจัดสาเหตุของแรงดันไฟฟ้าเครือข่ายที่ลดลงแม้ว่าโหลดจะเชื่อมต่อด้วยสายเคเบิลยาวก็ตาม
- เพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดเชื้อเพลิงเคลื่อนที่
- ลดความซับซ้อนในการสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้า
- เพิ่มโคไซน์พี;
- เซ้ง พลังงานปฏิกิริยาจากรูปทรง;
- ป้องกันแรงดันไฟฟ้าเกิน
- ปรับปรุงการควบคุมลักษณะเครือข่าย
เครื่องคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าของสายเคเบิล
สำหรับสายเคเบิลใดๆ สามารถคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าได้ทางออนไลน์ ด้านล่างนี้คือเครื่องคำนวณการสูญเสียสายเคเบิลแรงดันไฟฟ้าออนไลน์
เครื่องคิดเลขอยู่ระหว่างการพัฒนาและจะพร้อมใช้งานเร็วๆ นี้
การคำนวณโดยใช้สูตร
∆U, % = (Un -- U) * 100/ Un,
จากนี้เราสามารถหาสูตรคำนวณการสูญเสียไฟฟ้าได้:
∆P, % = (Un -- U) * I * 100/ Un,
โดยที่ Un คือแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดที่อินพุตเครือข่าย
ฉัน - ปัจจุบันเครือข่ายจริง
U - แรงดันไฟฟ้าที่องค์ประกอบเครือข่ายแยกต่างหาก (การสูญเสียจะถูกคำนวณเป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าเล็กน้อยที่อินพุตแรงดันไฟฟ้า)
ตารางการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าตามความยาวสายเคเบิล
ด้านล่างนี้คือแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงโดยประมาณตามความยาวสายเคเบิล (ตาราง Knorring) เรากำหนดส่วนที่ต้องการและดูค่าในคอลัมน์ที่เกี่ยวข้อง
| ∆U, % | โมเมนต์โหลดสำหรับตัวนำทองแดง, kW∙m, สายไฟสองเส้นสำหรับแรงดันไฟฟ้า 220 V | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| ด้วยหน้าตัดของตัวนำ s, mm² เท่ากับ | ||||||
| 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 |
ลวดตีเกลียวจะปล่อยความร้อนเมื่อมีกระแสไหล ขนาดของกระแสร่วมกับความต้านทานของแกนจะเป็นตัวกำหนดระดับการสูญเสีย หากคุณมีข้อมูลเกี่ยวกับความต้านทานของสายเคเบิลและจำนวนกระแสที่ไหลผ่าน คุณสามารถดูจำนวนการสูญเสียในวงจรได้
ตารางไม่ได้คำนึงถึงปฏิกิริยารีแอคทีฟเนื่องจาก เมื่อใช้สายไฟมีขนาดเล็กเกินไปและไม่สามารถใช้งานได้
ใครจ่ายค่าไฟหาย
การสูญเสียไฟฟ้าระหว่างการส่ง (หากส่งในระยะทางไกล) อาจมีความสำคัญ สิ่งนี้ส่งผลกระทบต่อด้านการเงินของปัญหา องค์ประกอบปฏิกิริยาจะถูกนำมาพิจารณาเมื่อกำหนดอัตราค่าไฟฟ้าทั่วไปสำหรับการใช้กระแสไฟที่กำหนดสำหรับประชากร
สำหรับสายเฟสเดียวจะรวมอยู่ในราคาแล้วโดยคำนึงถึงพารามิเตอร์เครือข่าย สำหรับนิติบุคคล ส่วนประกอบนี้จะถูกคำนวณโดยไม่คำนึงถึงจำนวนงานที่ใช้งานอยู่ และถูกระบุแยกต่างหากในใบแจ้งหนี้ที่ให้มา ในราคาพิเศษ (ถูกกว่าที่ใช้งานอยู่) สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากมีกลไกการเหนี่ยวนำจำนวนมาก (เช่นมอเตอร์ไฟฟ้า) ในสถานประกอบการ
หน่วยงานกำกับดูแลพลังงานกำหนดมาตรฐานแรงดันไฟฟ้าตกหรือการสูญเสียที่อนุญาตในเครือข่ายไฟฟ้า ผู้ใช้จ่ายค่าการสูญเสียการส่งสัญญาณ ดังนั้นในมุมมองของผู้บริโภคการพิจารณาลดขนาดโดยการเปลี่ยนลักษณะของวงจรไฟฟ้าจึงเป็นประโยชน์เชิงเศรษฐกิจ
เครื่องใช้ไฟฟ้าต้องมีพารามิเตอร์เครือข่ายบางอย่างจึงจะทำงานได้ สายไฟมีความต้านทานต่อกระแสไฟฟ้า ดังนั้นเมื่อเลือกหน้าตัดของสายเคเบิล จำเป็นต้องคำนึงถึงแรงดันไฟฟ้าตกในสายไฟด้วย
แรงดันไฟฟ้าตกคืออะไร
เมื่อทำการวัดส่วนต่างๆ ของเส้นลวดที่กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน จะสังเกตการเปลี่ยนแปลงของศักย์ไฟฟ้าขณะเคลื่อนที่จากแหล่งกำเนิดไปยังโหลด เหตุผลก็คือความต้านทานของสายไฟ
แรงดันไฟฟ้าตกวัดได้อย่างไร?
มีสามวิธีในการวัดการล้ม:
- สองโวลต์มิเตอร์ การวัดจะดำเนินการที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของสายเคเบิล
- สลับกันไปในที่ต่างๆ ข้อเสียของวิธีนี้คือระหว่างการเปลี่ยนโหลดหรือพารามิเตอร์เครือข่ายอาจเปลี่ยนแปลง ซึ่งจะส่งผลต่อการอ่าน
- อุปกรณ์หนึ่งเชื่อมต่อขนานกับสายเคเบิล แรงดันไฟฟ้าตกในสายเคเบิลมีน้อย และสายเชื่อมต่อยาวซึ่งทำให้เกิดข้อผิดพลาด
สำคัญ!แรงดันไฟฟ้าตกอาจอยู่ที่ 0.1V ดังนั้นจึงใช้อุปกรณ์ที่มีระดับความแม่นยำอย่างน้อย 0.2
ความต้านทานของโลหะ
กระแสไฟฟ้าคือการเคลื่อนที่โดยตรงของอนุภาคที่มีประจุ ในโลหะ นี่คือการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนอิสระผ่านโครงตาข่ายคริสตัล ซึ่งต้านทานการเคลื่อนไหวนี้
ในการคำนวณ ความต้านทานจะแสดงด้วยตัวอักษร "p" และสอดคล้องกับความต้านทานของลวดหนึ่งเมตรที่มีหน้าตัด 1 มม. ²
สำหรับโลหะทั่วไปที่ใช้ทำสายไฟ ทองแดง และอะลูมิเนียม พารามิเตอร์นี้คือ 0.017 และ 0.026 โอห์ม*ม./มม.² ตามลำดับ ความต้านทานของเส้นลวดคำนวณโดยสูตร:
R=(p*l)/S โดยที่:
- ล. – ความยาว
- S – ส่วนสายเคเบิล
ตัวอย่างเช่น ลวดทองแดงยาว 100 เมตรที่มีหน้าตัดขนาด 4 มม.² มีความต้านทาน 0.425 โอห์ม
หากไม่ทราบส่วนตัดขวาง S เมื่อทราบเส้นผ่านศูนย์กลางของตัวนำจะคำนวณเป็น:
S=(π*d²)/4 โดยที่:
- π – ตัวเลข “พาย” (3.14)
- d – เส้นผ่านศูนย์กลาง
วิธีการคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า
ตามกฎของโอห์ม เมื่อกระแสไหลผ่านแนวต้าน จะมีความต่างศักย์เกิดขึ้นที่กระแสนั้น ในสายเคเบิลส่วนนี้ ที่กระแส 53A ซึ่งอนุญาตให้มีการติดตั้งแบบเปิด ค่าดรอปจะเป็น U=I*R=53A*0.425Ohm=22.5V
สำหรับการใช้งานปกติของอุปกรณ์ไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าเครือข่ายไม่ควรเกิน ±5% สำหรับเครือข่ายในครัวเรือน 220V คือ 209-231V และสำหรับ เครือข่ายสามเฟสขีดจำกัดความผันผวนที่อนุญาต 380V – 361-399V
เมื่อปริมาณการใช้ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในสายไฟฟ้าเปลี่ยนแปลง แรงดันไฟฟ้าในตัวนำและค่าของตัวนำจะลดลงใกล้กับผู้ใช้ไฟฟ้าจะเปลี่ยนไป ต้องคำนึงถึงความผันผวนเหล่านี้เมื่อออกแบบอุปกรณ์จ่ายไฟ
การคัดเลือกขึ้นอยู่กับความสูญเสียที่ยอมรับได้
เมื่อคำนวณการสูญเสียจำเป็นต้องคำนึงถึงสิ่งนั้นด้วย เครือข่ายเฟสเดียวใช้สายไฟสองเส้น ดังนั้นสูตรการคำนวณแรงดันตกจึงเปลี่ยนไป:
ในเครือข่ายสามเฟส สถานการณ์มีความซับซ้อนมากขึ้น ด้วยโหลดที่สม่ำเสมอ เช่น ในมอเตอร์ไฟฟ้า กำลังที่เชื่อมต่อกับสายเฟสจะชดเชยซึ่งกันและกัน กระแสไฟฟ้า ลวดที่เป็นกลางใช้งานไม่ได้และไม่ได้คำนึงถึงความยาวของมันในการคำนวณ
หากโหลดไม่สม่ำเสมอเช่นเดียวกับในเตาไฟฟ้าซึ่งสามารถเปิดองค์ประกอบความร้อนได้เพียงอันเดียวการคำนวณจะดำเนินการตามกฎของเครือข่ายเฟสเดียว
ในสายทางไกลนอกเหนือจากสายที่ใช้งานแล้วยังคำนึงถึงปฏิกิริยารีแอคทีฟและคาปาซิทีฟด้วย
การคำนวณสามารถทำได้โดยใช้ตารางหรือใช้เครื่องคิดเลขออนไลน์ ในตัวอย่างที่ให้มาก่อนหน้านี้ ในเครือข่ายเฟสเดียวและที่ระยะ 100 เมตร หน้าตัดที่ต้องการจะมีขนาดอย่างน้อย 16 มม. ² และในเครือข่ายสามเฟส - 10 มม. ²
การเลือกหน้าตัดของสายเคเบิลเพื่อให้ความร้อน
กระแสที่ไหลผ่านความต้านทานจะปล่อยพลังงาน P ซึ่งค่านี้คำนวณโดยสูตร:
ในสายเคเบิลจากตัวอย่างก่อนหน้านี้ P=40A²*0.425Ohm=680W แม้จะมีความยาว แต่ก็เพียงพอที่จะให้ความร้อนแก่ตัวนำได้
เมื่อสายไฟได้รับความร้อนสูงกว่าอุณหภูมิที่อนุญาต ฉนวนจะล้มเหลวซึ่งส่งผลให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจร ปริมาณกระแสไฟฟ้าที่อนุญาตขึ้นอยู่กับวัสดุของตัวนำ ฉนวน และสภาวะการติดตั้ง หากต้องการเลือก คุณต้องใช้ตารางพิเศษหรือเครื่องคิดเลขออนไลน์
วิธีลดแรงดันตกคร่อมในสายเคเบิล
เมื่อวางสายไฟในระยะทางไกล หน้าตัดของสายเคเบิลที่เลือกสำหรับแรงดันไฟฟ้าตกที่อนุญาตจะมากกว่าตัวเลือกที่ให้ความร้อนหลายเท่าซึ่งส่งผลให้ต้นทุนแหล่งจ่ายไฟเพิ่มขึ้น แต่มีวิธีลดต้นทุนเหล่านี้:
- เพิ่มศักยภาพที่จุดเริ่มต้นของสายไฟ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้เมื่อเชื่อมต่อกับหม้อแปลงแยกต่างหากเท่านั้น เช่น ในหมู่บ้านตากอากาศหรือเขตไมโคร หากผู้บริโภคบางรายถูกตัดการเชื่อมต่อ ศักยภาพในซ็อกเก็ตของส่วนที่เหลือจะถูกประเมินสูงเกินไป
- การติดตั้งใกล้กับโหลดโคลง สิ่งนี้ต้องมีค่าใช้จ่าย แต่รับประกันพารามิเตอร์เครือข่ายคงที่
- เมื่อเชื่อมต่อโหลด 12-36V ผ่านหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์หรือแหล่งจ่ายไฟ ให้วางไว้ใกล้ผู้ใช้บริการ
อ้างอิง.เมื่อแรงดันไฟฟ้าลดลง กระแสไฟฟ้าในเครือข่าย แรงดันไฟฟ้าตก และหน้าตัดของสายไฟที่ต้องการจะเพิ่มขึ้น
วิธีลดการสูญเสียสายเคเบิล
นอกจากจะขัดขวางการทำงานปกติของเครื่องใช้ไฟฟ้าแล้ว แรงดันไฟฟ้าตกในสายไฟยังส่งผลให้ค่าไฟฟ้าเพิ่มเติมอีกด้วย ต้นทุนเหล่านี้สามารถลดลงได้หลายวิธี:
- การเพิ่มหน้าตัดของสายไฟจ่าย วิธีการนี้ต้องใช้ต้นทุนจำนวนมากในการเปลี่ยนสายเคเบิลและการทดสอบความเป็นไปได้อย่างรอบคอบ
- การลดความยาวของเส้น เส้นตรงที่เชื่อมต่อจุดสองจุดจะสั้นกว่าเส้นโค้งหรือเส้นประเสมอ ดังนั้นเมื่อออกแบบเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟ ควรวางสายให้สั้นที่สุด
- อุณหภูมิโดยรอบลดลง เมื่อถูกความร้อน ความต้านทานของโลหะจะเพิ่มขึ้น และการสูญเสียไฟฟ้าในสายเคเบิลจะเพิ่มขึ้น
- การลดภาระ ตัวเลือกนี้เป็นไปได้หากมีผู้บริโภคและแหล่งพลังงานจำนวนมาก
- นำ cosφ มาสู่ 1 ใกล้โหลด ซึ่งจะช่วยลดการบริโภคและการสูญเสียในปัจจุบัน
สำคัญ!การเปลี่ยนแปลงทั้งหมดจะต้องแสดงบนไดอะแกรม
ขอแจ้งให้ทราบการปรับปรุงการระบายอากาศในถาดสายเคเบิลและโครงสร้างอื่นๆ ช่วยลดอุณหภูมิ ความต้านทาน และการสูญเสียสาย
เพื่อให้บรรลุผลสูงสุด จำเป็นต้องรวมวิธีการเหล่านี้เข้าด้วยกันและกับวิธีการประหยัดพลังงานอื่นๆ
การคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกและการสูญเสียไฟฟ้าในสายเคเบิลเป็นสิ่งสำคัญในการออกแบบระบบจ่ายไฟและสายเคเบิล
วีดีโอ