Расчет падения напряжения в полосы

Падение напряжения в электрической сети может стать истинной неувязкой с приобретением современных массивных электроприборов. В большинстве случаев от этого мучаются жильцы старенькых многоквартирных и личных домов, проводка в каких проложена 20, а то и 30 годов назад. Для энергопотребителей тех времен сечения кабеля было полностью довольно, но сейчас фактически все юзеры на сто процентов перебежали на электрическую технику, эксплуатация которой просит модернизации проводки.

Приятную картину можно следить на примере освещения. Когда в электрической сети падает напряжение при подключении нагрузки с малым сопротивлением, лампы начинают пылать с наименьшей яркостью. Предпосылкой такового явления может быть недостающее сечение проводки.

Дабы убедиться в том, что источник выдает больший вольтаж, чем потребитель, нужно вычислить напряжение на нагрузке. Выполнить это можно методом включения в цепь вольтметра либо по формуле. В первом случае измерительный устройство, который вначале имеет довольно высочайшее сопротивление на входе, нужно подключать параллельно полосы. Это дает возможность избежать шунтирования нагрузки и преломления результатов измерения.

Как высчитать напряжение по формуле

Когда появляются перебои в подаче электроэнергии к устройствам, принципиально проанализировать работу полосы. При всем этом следует найти напряжение на нагрузке по формуле – такое решение дает очень четкий итог и позволяет вычислить другие характеристики аналогичным методом. Так, формула расчета напряжения на нагрузке смотрится следующим образом:

U1 – напряжение источника;

ΔU – падение напряжения в полосы;

R0 – сопротивление полосы.

В этом случае, если сопротивление полосы и напряжение источника постоянны, напряжение на нагрузке впрямую находится в зависимости от силы тока в полосы.

К примеру, при подключении устройства в электрическую сеть с напряжением 220 В, током 10 А и сопротивлением полосы, равным 2 Ом, напряжение на нагрузке составит:

В режиме холостого хода падения напряжения в полосы нет (ΔU = 0), потому напряжение на нагрузке на теоретическом уровне равно вольтажу источника (U2 = U1). Но на практике напряжение источника приравниваться напряжению потребителя не может, так как и проводка, и источник электроэнергии, и присоединенный к сети устройство имеют собственное сопротивление.

Пример. Напряжение источника составляет 220 В, внутреннее его сопротивление можно не учесть. Сопротивление проводки – 1 Ом. Сопротивление включенного в сеть электрического устройства – 12 Ом. Суммарное сопротивление цепи составит 13 Ом. Ток в полосы рассчитывается по закону Ома и составляет:

Напряжение на нагрузке рассчитывается по формуле, приведенной выше:

Таким макаром, видно, что напряжение на нагрузке меньше начальных 220 В, остальной вольтаж «теряется» на проводах.

Падение напряжения при подключении нагрузки потребителя

Из-за скачков вольтажа в сети мучаются в большей степени обитатели личного сектора, дачных и коттеджных поселков. Из-за чего же происходит падение напряжения при подключении потребителя?

1-ая причина этого явления – недостающее сечение электрической проводки в доме. Дело в том, что очень тонкие жилы кабеля не выдерживают большой нагрузки, которая появляется при включении в сеть электроприборов с высочайшей мощностью. 2-ая причина – плохие контакты в местах соединения проводов, что делает дополнительное сопротивление на полосы.

Из-за падения напряжения в обоих случаях есть риск перегрева проводки либо участка, в каком находится неисправный контакт. Это может стать предпосылкой полного прекращения подачи электроэнергии на объект и даже возгорания.

Время от времени падение напряжения наблюдается не на стороне юзера, а на линиях электропередач. Оно может появляться вследствие перегрузки подстанции. В данном случае решить делему может только поставщик электроэнергии методом замены устаревшей подстанции на более новейшую модель с современной релейной защитой. Очередной предпосылкой низкого напряжения может быть недостающее сечение проводов на полосы электропередач, также нестабильное рассредотачивание нагрузки фаз на стороне подстанции. Как и в первом случае, убрать эти недостатки может только поставщик коммунальной услуги.

Выяснить, на самом ли деле поставщик электроэнергии повинет в «провалах» напряжения, можно, опросив соседей. Если у них схожей трудности нет, означает, стоит находить причину на местности участка. Часто этот вопрос удачно решается методом замены проводки на новый кабель с огромным сечением. Но в некоторых случаях падение напряжения продолжает наблюдаться. Причина может заключаться в так именуемых «скрутках» – соединениях проводов методом их скручивания. Дело в том, что каждый плохой контакт на полосы понижает конечное напряжение в сети. Дабы этого избежать, рекомендуется применять заводские зажимы, которые еще более надежны, чем другие методы соединения электрических кабелей, также полностью неопасны.

В случаях с применением низковольтных аккумуляторных батарей тоже могут наблюдаться «провалы». Если при включении потребителей падает напряжение зарядки источника питания, более возможная причина этого – плохие контакты.

При падении напряжения в сети принципно принципиально узнать и убрать причину этого. В неприятном случае бездействие может обернуться грустными последствиями, в особенности если дело касается электрической бытовой проводки. Современные кабели с подходящим сечением и отменно выполненные соединения проводов – залог долговременной и действенной работы всех электроприборов.

Выбор сечения провода для неизменного тока и пониженного напряжения

Молвят, что в своё время между Эдисоном и Тесла проходило соперничество — какой ток избрать для передачи на огромные расстояния — переменный либо неизменный? Эдисон был за то, дабы для передачи электричества применять неизменный ток. Тесла утверждал, что переменный ток легче передавать и преобразовывать.

Потом, как понятно, одолел Тесла. На данный момент везде применяется переменный ток, в Рф с частотой 50 Гц. Таковой ток дешевле передавать на огромные расстояния. Хотя, есть и полосы электропередач неизменного тока специального использования.

А если применять высочайшие напряжения (к примеру, 110 либо 10 кВ), то выходит значимая экономия на проводах, по сопоставлению с низким напряжением. Об этом я рассказываю в статье про то, чем отличается напряжение 380В от 220В.

Тесла позже пошёл ещё далее — нашёл метод, как передавать электрический ток совершенно без проводов. Чем вызвал огромное недовольство производителей меди. Но это уже тема совершенно другой статьи.

Кстати, если Для вас любопытно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!

Расчет падения напряжения при неизменном токе — Веб-сайт об электрике

Не факт, что производители медного кабеля применяют чистую медь «0,0175 пробы», потому на практике всегда сечение берется с припасом, а от перегрузки провода применяют защитные автоматы, тоже с припасом.

Мировоззрение профессионала
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы "Спецу по модернизации систем энергогенерации"

Формула расчета падения напряжения в полосы. Расчет нужного сечения кабеля Красным цветом я отметил те случаи, когда провод будет перенагреваться, другими словами ток будет выше очень допустимого для данного сечения. Спрашивайте, я на связи!

Комфортно ли рассчитывать утраты напряжения через моменты? | Проектирование электроснабжения

Падение напряжения на проводе

Статья будет определенная, с теоретическими выкладками и формулами. Кому не любопытно, что откуда и почему, советую перейти сходу к Таблице 2 — Выбор сечения провода зависимо от тока и падения напряжения.

И ещё — расчет утрат напряжения на длинноватой сильной трехфазной кабельной полосы. Пример расчета реальной полосы.

Итак, если взять постоянной мощность, то при снижении напряжения ток должен возрастать, согласно формуле:

Какое освещение Вы предпочитаете
Встроенное Люстра

При всем этом падение напряжения на проводе за счет сопротивления рассчитывается, исходя из закона Ома:

Из этих 2-ух формул видно, что при снижении питающего напряжения утраты на проводе растут. Потому чем ниже питающее напряжение, тем большее сечение провода необходимо применять, дабы передать ту же мощность.

Для неизменного тока, где применяется низкое напряжение, приходится кропотливо подходить к вопросу сечения и длины, так как конкретно от этих 2-ух характеристик зависит, сколько вольт пропадёт напрасно.

Расчет падения напряжения при питании потребителей шлейфом

Расчет падения напряжения при питании потребителей по круговым схемам довольно прост. Один участок, одно сечение кабеля, одна длина, один ток нагрузки. Подставляем эти данные в формулу и получаем итог.

Как нередко на практике встречается питание по магистральным схемам и шлейфом? Примеров привести можно много:

• В групповых сетях — это сети освещения, розеточные сети.
• В домах этажные щиты запитаны по магистральным схемам.
• В промышленных и коммерческих зданиях также нередко используются магистральные схемы питания и питания шлейфом щитов.
• Шинопровод является примером питания потребителей по магистральной схеме.
• Питание опор внешнего освещения дорог.

Разглядим расчет падения напряжения на примере внешнего освещения.

Представим, что необходимо выполнить расчет падения напряжения для четырёх столбов внешнего освещения, последовательно запитанных от щита внешнего освещения ЩНО.

Длина участков от щита до столба, между столбами: L1, L2, L3, L4.
Ток, протекающий по участкам: I1, I2, I3, I4.
Падение напряжения на участках: dU%1, dU%2, dU%3, dU%4.
Ток, потребляемый светильниками на каждом столбе, Ilamp.

Ток, потребляемый лампой, неизвестен, зато известна мощность лампы и её тип (или из каталога, или по п.6.30 СП 31-110-2003).

Iф — полный фазный ток
P — активная мощность
Uф — фазное напряжение
cosφ — коэффициент мощности
Nф — число фаз (Nф=1 для однофазовой нагрузки, Nф=3 для однофазовой нагрузки)

Напомню, что линейное (междуфазное) напряжение больше фазного напряжения в √3 раз:

При расчете падения напряжения в трехфазной сети предполагают падение линейного напряжения, в однофазовых — однофазового.

Формула расчета падения напряжения в трехфазной цепи

Формула расчета падения напряжения в однофазовой цепи

Iф — полный фазный ток, протекающий по участку
R — сопротивление участка
cosφ — коэффициент мощности

Сопротивление участка рассчитывается по формуле

ρ — удельной сопротивление проводника (медь, алюминий)
L — длина участка
S — сечение проводника
N — число параллельнопроложенных проводников в полосы

Обычно в каталогах приводят удельные значения сопротивления для разных сечений проводников

При наличии инфы об удельных сопротивлениях проводников формулы расчета падения напряжения принимают вид:

Формула расчета падения напряжения в трехфазной цепи

Формула расчета падения напряжения в однофазовой цепи

Подставляя в формулу надлежащие значения токов, удельных сопротивлений, длины, количества параллельнопроложенных проводников и коэффициента мощности, вычисляем величину падения напряжения на участке.

Мировоззрение профессионала
It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике
Задавайте вопросы "Спецу по модернизации систем энергогенерации"

Падение напряжения: формула для определения утраты по длине кабеля, на диодике, резисторе и участке цепи, допустимые значения по ПУЭ и таблица для расчета Расчёт на утрату напряжения следует вести с учётом следующих событий для долговременной работы начальными являются расчётная мощность Pm либо расчётный ток Im и соответственный току коэффициент мощности. Спрашивайте, я на связи!

3.4. Падение и утрата напряжения в полосы

На рис. 3.2, е приведена векторная диаграмма для ли­- нейных напряжений сначала и в конце полосы и . Эта диаграмма подобна диаграмме на рис. 3.2, в.

Падение напряжения—геометрическая (векторная) разность между комплексами напряжений начала и конца полосы. На рис. 3.2, е падение напряжения — это вектор , т. е.

. (3.26)

Продольной составляющей падения напряжения именуют проекцию падения напряжения на действитель­- ную ось либо на напряжение , =АС на рис. 3.2, е. Индекс «к» значит, что — проекция на напряжение конца полосы . Обычно выражается через данные в конце полосы: , , .

Поперечная составляющая падения напряжения — это проекция падения напряжения на надуманную ось, ==СВ на рис. 3.2, е. Таким макаром,

. (3.27)

Нередко применяют понятие утрата напряжения — это ал- гебраическая разность между модулями напряжений на­- чала и конца полосы. На рис. 3.2,е . Если попе­- речная составляющая мала (к примеру, в сетях кВ), то можно приближенно считать, что утрата напряжения равна продольной составляющей падения на­- пряжения.

Расчет режимов электрических сетей ведется в мощно­- стях, потому выразим падение напряжения и его состав­- ляющие через потоки мощности в полосы.

Известны мощность и напряжение в конце полосы (рас- чет напряжения сначала полосы по данным конца). Выра­- зим ток в полосы в (3.27) через мощность в конце про­- дольной части полосы и напряжение :

. (3 28)

В итоге получим

. (3.29)

Приравняв в (3.29) действительные и надуманные части, по­- лучим выражения продольной и поперечной составляющих падения напряжения по данным конца:

; (3.30)

. (3.31)

Напряжение сначала полосы

, (3.32)

где понятно; , определяем из (3.30) и (3.31).

Соответственно модуль и фаза напряжения сначала ли­- нии (см. рис. 3.2, е)

; (3.33)

. (3.34)

Определение напряжения сначала полосы по данным конца по выражениям (3.32), также (3.30), (3.31) экви­- валентно использованию закона Ома.

Пример 3.2. Определим падение и утрату напряжения в полосы, рас­- смотренной в примере 3.1, по известным мощности нагрузки =15+ +j10 МВА и напряжению в конце полосы j2,65 кВ.

Используя характеристики полосы, также мощность в конце полосы , приведенные в примере 3.1, по (3.30), (3.31) найдем продольную и поперечную составляющие падения напряжения по данным конца:

кВ ;

кВ .

Напряжения иприведены на рис. 3.2, з. В большем мас­- штабе продольная и поперечная составляющие падения напряжения изображены на рис 3.2, и.

Напряжение сначала полосы по (3.32) равно

кВ.

Модуль напряжения сначала полосы

кВ.

кВ.

Известны мощность и напряжение сначала полосы (рас- чет напряжения в конце полосы по данным начала). Напра­- вим по реальной оси, т.е. примем, что (рис. 3.2, ж). На рис. 3.2, ж поменялось положение осей в сопоставлении с рис. 3.2, е. Продольная составляющая паде­- ния напряжения =ВС‘—это проекция падения на­- пряжения на действительную ось либо на . Поперечная составляющая падения напряжения =АС’—это про­- екция падения напряжения на надуманную ось. Один и тот же вектор падения напряжения проектируется на различ­- ные оси. Потому

,.

Если выразить ток в полосы аналогично (3.28) через известные в этом случае мощность сначала продольной ветки полосы и , то получим выражения, подобные (3.30), (3.31):

; (3.35)

. (3.36)

Напряжение в конце полосы

, (3.37)

где понятно; , определяются из(3.35), (3.36). Модуль и фаза равны

; (3.38)

. (3.39)

Определение напряжения в конце полосы по данным на­- чала по выражениям (3.37), также (3.35), (3.36) эквива­- лентно применению закона Ома в виде (3.25).

Пример 3.3. Определим падение и утрату напряжения в полосы, рассмотренной в примере 3.1, по известным мощности сначала полосы =15,61+j9,6 МВА и напряжению сначала полосы кВ; = 115,9 кВ.

Используя характеристики полосы, приведенные в примере 3.1, по выра­- жениям (3.35), (3.36) найдем продольную и поперечную составляющие падения напряжения по данным начала:

кВ:

кВ.

Напряжение в конце полосы по (3.37)

кВ.

Модуль напряжения в конце полосы

кВ.

Утрата напряжения кВ.

Результаты определения напряжений в примерах 3.1, 3.2 и 3.3 раз­- личаются на погрешность округления, в примере 3.1 кВ, а в примере 3.2 кВ. Соответственно в примерах 3.2, 3.3 утраты напряжения равны 6,1 и 6,2 кВ. При проведении расчетов напряжений с 4-мя означающими цифрами погрешность округления при опреде­- лении, к примеру, в данных примерах равна 116—115,9=0,1 кВ. Ес­- ли проводить расчеты с восемью означающими цифрами, то результаты определения и различаются на 0,00094 кВ, т. е. погрешность ок­- ругления равна 0,001 кВ.