Падение напряжение: Падение напряжения: расчет, формула, как найти

Содержание

Падение напряжения: расчет, формула, как найти

Чтобы понять, что такое падение напряжения, следует вспомнить, какие виды напряженности в цепи бывают. Их всего два: напряженность источника питания (при этом источник питания должен быть подключен к контуру) и, собственно, снижение напряжения, которое рассматривается отдельно или в отношении контура. В этом материале будет рассмотрено, как найти падение напряжения, и дана формула расчета падения напряжения в кабеле.

Что означает падение напряжения

Падение происходит, когда происходит перенос нагрузки на всем участке электрической цепи. Действие этой нагрузки напрямую зависит от параметра напряженности в ее узловых элементах. Когда определяется сечение проводника, важно участь, что его значение должно быть таким, чтобы в процессе нагрузки сохранялось в определенных границах, которые должны поддерживаться для нормального выполнения работы сети.

Мнемоническая диаграмма для закона Ома

Более того, нельзя пренебрегать и характеристикой сопротивляемости проводников, из которых состоит цепь. Оно, конечно, незначительное, но его влияние весьма существенно. Падение  происходит при передаче тока. Именно поэтому, чтобы, например, двигатель или цель освещения работали стабильно, необходимо поддерживать оптимальный уровень, для этого тщательно рассчитывают провода электроцепи.

Важно! Предел допустимого значения рассматриваемой характеристики отличается от страны к стране. Забывать это нельзя. Если она снижается ниже значений, которые определены в определенной стране, следует использовать провода с большим сечением.

Любой электроприбор будет работать полноценно, если к нему подается то значение, на которое он рассчитан. Если провод взят неверно, то из-за него происходят большие потери электронапряжения, и оборудование будет работать с заниженными параметрами. Особенно актуально это для постоянного тока и низкой напряженности. Например, если оно равно 12 В, то потеря одного-двух вольт уже будет критической.

Закон Ома для участка цепи

Допустимое падение напряжение в кабеле

Значение потери электронапряжения регламентируется и нормируется сразу несколькими правилами и инструкциями устройства электроустановок.

Так, согласно правилу СП 31-110-2003, суммарная потеря напряжения от входной точки в помещении до максимально удаленного от нее потребителя электроэнергии не должно быть больше 7.5 %. Это правило работает на всех электроцепях с напряжением не более 400 вольт. Данное правило используется при монтаже и проектировке сетей, а также при их проверке службами Ростехнадзора.

Важно! Этот документ обобщает и отклонение электронапряжения в сетях однофазного тока бытового назначения. Оно должно быть не более 5 % при нормальной работе и 10 % после аварийной ситуации. Если сеть низковольтная, то есть до 50 вольт, то нормальным падением считается +-10 %.

Для кабелей питающей сети используют правило РД 34.20.185-94. Оно допускает параметр потерь не более 6 %, если напряжение составляет 10 кВ и не более 4–6 % при электронапряжении 380 вольт. Чтобы одновременно соблюсти эти правила и инструкции, добиваются потерь 1.5 % для малоэтажных знаний и 2.5 % для многоэтажных.

Падение напряжения на резисторе

Проверка кабеля по потере напряжения

Всем известно, что протекание электрического тока по проводу или кабелю с определенным сопротивлением всегда связано с потерей напряжения в этом проводнике.

Согласно правилам Речного регистра, общая потеря электронапряжения в главном распределительном щите до всех потребителей не должна превышать следующие значения:

  • при освещении и сигнализации при напряжении более 50 вольт – 5 %;
  • при освещении и сигнализации при напряжении 50 вольт – 10 %;
  • при силовых потреблениях, нагревательных и отопительных систем вне зависимости от электронапряжения – 7 %;
  • при силовых потреблениях с кратковременным и повторно-кратковременным режимами работы вне зависимости от электронапряжения – 10 %;
  • при пуске двигателей – 25 %;
  • при питании щита радиостанции или другого радиооборудования или при зарядке аккумуляторов – 5 %;
  • при подаче электричества в генераторы и распределительный щит – 1 %.

Исходя из этого и выбирают различные типы кабелей, способных поддерживать такую потерю напряжения.

Пример калькулятора для автоматизации вычислений

Как найти падение напряжения и правильно рассчитать его потерю в кабеле

Одним из основных параметров, благодаря которому считается напряженность, является удельное сопротивление проводника. Для проводки от станции или щитка к помещению используются медные или алюминиевые провода. Их удельные сопротивления равны 0,0175 Ом*мм2/м для меди и 0,0280 Ом*мм2/м для алюминия.

Рассчитать падение электронапряжения для цепи постоянного тока в 12 вольт можно следующими формулами:

  • определение номинального тока, проходящего через проводник. I = P/U, где P – мощность, а U – номинальное электронапряжение;
  • определение сопротивления R=(2*ρ*L)/s, где ρ – удельное сопротивление проводника, s – сечение провода в миллиметрах квадратных, а L – длина линии в миллиметрах;
  • определение потери напряженности ΔU=(2*I*L)/(γ*s), где γ – это величина, которая равна обратному удельному сопротивлению;
  • определение требуемой площади сечения провода: s=(2*I*L)/(γ*ΔU).

Важно! Благодаря последней формуле можно рассчитать необходимую площадь сечения провода по нагрузке и произвести проверочный расчет потерь.

Таблица значений индуктивных сопротивлений

В трехфазной сети

Для обеспечения оптимальной нагрузки в трехфазной сети каждая фаза должна быть нагружена равномерно. Для решения поставленной задачи подключение электромоторов следует выполнять к линейным проводникам, а светильников – между нейтральной линией и фазами.

Потеря электронапряжения в каждом проводе трехфазной линии с учетом индуктивного сопротивления проводов подсчитывается по формуле

Формула расчета

Первый член суммы – это активная, а второй – пассивная составляющие потери напряженности. Для удобства расчетов можно пользоваться специальными таблицами или онлайн-калькуляторами. Ниже приведен пример такой таблицы, где учтены потери напряжения в трехфазной ВЛ с алюминиевыми проводами электронапряжением 0,4 кВ.

Пример таблицы

Потери напряжения определены следующей формулой:

ΔU = ΔUтабл * Ма;

Здесь ΔU—потеря напряжения, ΔUтабл — значение относительных потерь, % на 1 кВт·км, Ма — произведение передаваемой мощности Р (кВт) на длину линии, кВт·км.

Однолинейная схема линии трехфазного тока

На участке цепи

Для того, чтобы провести замер потери напряжения на участке цепи, следует:

  • Произвести замер в начале цепи.
  • Выполнить замер напряжения на самом удаленном участке.
  • Высчитать разницу и сравнить с нормативным значением. При большом падении рекомендуется провести проверку состояния проводки и заменить провода на изделия с меньшим сечением и сопротивлением.

Важно! В сетях с напряжением до 220 в потери можно определить при помощи обычного вольтметра или мультиметра.

Базовым способом расчета потери мощности может служить онлайн-калькулятор, который проводит расчеты по исходным данным (длина, сечение, нагрузка, напряжение и число фаз).

Образец калькулятора для вычисления потерь

Таким образом, вычислить и посчитать потери напряжения можно с помощью простых формул, которые для удобства уже собраны в таблицы и онлайн-калькуляторы, позволяющие автоматически вычислять величину по заданным параметрам.

Падение напряжения • ru. knowledgr.com

Падение напряжения описывает, как поставляемая энергия источника напряжения уменьшена, когда электрический ток перемещается через пассивные элементы (элементы, которые не поставляют напряжение) электрической схемы. Падения напряжения через внутренние сопротивления источника, через проводников, через контакты, и через соединители нежеланные; поставляемая энергия потеряна (рассеянная). Падения напряжения через грузы и через другие активные элементы схемы желаемы; поставляемая энергия выполняет полезную работу.

Например, у электрического отопительного прибора может быть сопротивление десяти Омов, и у проводов, которые поставляют его, может быть сопротивление 0,2 Омов, приблизительно 2% полного сопротивления схемы. Это означает, что приблизительно 2% поставляемого напряжения потеряны в самом проводе. Чрезмерное падение напряжения может привести к неудовлетворительной операции и повредить к, электрооборудование и электронное оборудование.

Национальные и местные электрические кодексы могут установить рекомендации для максимального падения напряжения, позволенного в электропроводке, чтобы гарантировать эффективность распределения и правильного функционирования электрооборудования. Максимальное разрешенное падение напряжения варьируется от одной страны до другого. В электронном дизайне и механической передаче, различные методы используются, чтобы дать компенсацию за эффект падения напряжения на длинных схемах или где уровни напряжения должны точно сохраняться. Самый простой способ уменьшить падение напряжения состоит в том, чтобы увеличить диаметр проводника между источником и грузом, который понижает полное сопротивление. В системах распределения власти данная сумма власти может быть передана с меньшим количеством падения напряжения, если более высокое напряжение используется. Более сложные методы используют активные элементы, чтобы дать компенсацию за нежеланное падение напряжения.

Падение напряжения в схемах постоянного тока: сопротивление

Рассмотрите схему постоянного тока с девятивольтовым источником DC; три резистора 67 Омов, 100 Омов и 470 Омов; и лампочка — все соединились последовательно. Источник DC, проводники (провода), резисторы и лампочка (груз) у всех есть сопротивление; все использование и рассеивает поставляемую энергию до некоторой степени. Их физические характеристики определяют сколько энергии. Например, сопротивление DC проводника зависит от длины проводника, площади поперечного сечения, типа материала и температуры.

Если напряжение между источником DC и первым резистором (67 Омов) будет измерено, то потенциал напряжения в первом резисторе будет немного меньше чем девять В. Ток проходит через проводника (провод) от источника DC до первого резистора; поскольку это происходит, часть поставляемой энергии «потеряна» (недоступный грузу), из-за сопротивления проводника. Падение напряжения существует и в поставке и в ответных телеграммах схемы. Если напряжение через каждый резистор будет измерено, то измерение будет значительным количеством. Это представляет энергию, используемую резистором. Чем больше резистор, тем больше энергии, используемой тем резистором и большим падение напряжения через тот резистор.

Закон Ома может использоваться, чтобы проверить падение напряжения. В схеме DC напряжение равняется току, умноженному на сопротивление. . Кроме того, законы о схеме Кирхгоффа заявляют, что в любой схеме DC, сумма падений напряжения через каждый компонент схемы равна напряжению поставки.

Падение напряжения в переменного тока схемах: импеданс

В переменного тока схемах оппозиция электрическому току действительно происходит из-за сопротивления (так же, как в схемах постоянного тока). Схемы переменного тока также представляют второй вид оппозиции электрическому току: реактанс. Эту «полную» оппозицию (сопротивление «плюс» реактанс) называют импедансом. Импеданс в переменного тока схеме зависит от интервала и размеров элементов и проводников, частоты переменного тока и магнитной проходимости элементов, проводников и их среды.

Падение напряжения в схеме AC - продукт тока и импеданса (Z) схемы. Электрический импеданс, как сопротивление, выражен в Омах. Электрический импеданс - векторная сумма электрического сопротивления, емкостного реактанса и индуктивного реактанса. Это выражено формулой, аналогичной закону Ома для схем постоянного тока.

См. также

  • Сепаратор напряжения
  • Электрическое распределение
  • Электрическое сопротивление
  • Закон о напряжении Кирхгоффа
  • Электропроводность
  • Измельченная петля (электричество)
  • Силовой кабель
  • Электрические Принципы для Электрических Отраслей (Джим Дженнессон) 5-й выпуск

Внешние ссылки

  • Бесплатное программное обеспечение NEC Tables, Столы CEC и Электрическое Вычисление для Вашего PC
  • Калькулятор падения напряжения
  • Качество электрической энергии EPRI - калькулятор падения напряжения
  • Падение напряжения британских кабелей сети
  • БАКАЛАВР НАУК 7671:2008 кабельный инструмент калибровки
  • Кабель Size & Volt Drop Calculator UK

LDO-преобразователи с низким током собственного потребления и малым падением напряжения

2 декабря 2014

Увеличить срок службы комплекта батарей или заряда аккумулятора, просто добавив в схему линейные стабилизаторы напряжения? Увеличить стабильность напряжения и уменьшить пульсации после импульсного преобразователя практически без снижения КПД блока питания? Это реально, если использовать современные микромощные LDO-стабилизаторы от STMicroelectronics с малым падением напряжения производства.

Продолжительное время разработчикам электронной аппаратуры были доступны только классические стабилизаторы (например, LD1117 или стабилизаторы серий 78xx/79xx) с минимальным падением на регулирующем элементе от 0,8 В и выше. Связано это было с тем, что в качестве регулирующего элемента применялся n-p-n-транзистор, включенный по схеме с общим коллектором. Для того, чтобы открыть такой транзистор до насыщения, необходим дополнительный источник питания, напряжение которого превышает входное напряжение. Однако развитие технологий не стоит на месте, и с появлением мощных и компактных p-канальных полевых транзисторов их тоже начали использовать в стабилизаторах напряжения, включая по схеме с общим истоком. Такая схема позволяет при необходимости полностью открыть транзистор, и падение напряжения на его переходе фактически будет зависить только от сопротивления канала и тока нагрузки. Так появился стабилизатор LDO (Low DropOut).

Следует учитывать, что минимальное падение на канале транзистора LDO-стабилизатора практически линейно зависит от протекающего через него тока, так как канал фактически является электрически регулируемым резистором с некоторым минимальным сопротивлением. Поэтому при уменьшении выходного тока это напряжение тоже пропорционально уменьшается до некоторого предела, обычно равного 10…50 мВ. Лидерами же следует признать микросхемы LD3985 и LDS3985, у которых минимальное падение напряжения составляет всего 0,4 мВ. Если падение напряжения – одно из ключевых требований к стабилизатору, то следует присмотреться к стабилизаторам с большим запасом по току, так как у них из-за меньшего сопротивления канала регулирующего транзистора может быть гораздо меньшее падение напряжения на том же токе нагрузки.

Уникальная возможность LDO – его способность практически без ухудшения суммарного КПД блока питания стабилизировать напряжение, сглаживать выбросы и уменьшать шум на шине питания для высокочувствительных устройств, таких как радиоприемники, модули GPS, аудиоустройства, АЦП высокого разрешения, генераторы VCO, [1]. Например, для питания схемы напряжением 3,3 В мы выбрали LDO с минимальным падением 150 мВ и понижающий импульсный стабилизатор с пульсациями на выходе амплитудой 50 мВ (верхняя кривая на рисунке 1). Выходное напряжение импульсного стабилизатора можно приблизительно оценить по формуле:

UИмп ≥ UНагр. + UDrop + 1/2∆UИмп + 100…200 мВ,

где UИмп – выходное напряжение импульсного стабилизатора, UНагр. – выходное напряжение линейного стабилизатора (напряжение питания нагрузки), ∆UИмп – амплитуда пульсаций напряжения на выходе импульсного стабилизатора. Поэтому выберем его равным 3,6 В. В итоге КПД ухудшится всего на 8%, однако при этом значительно уменьшатся пульсации напряжения. Коэффициент подавления пульсаций напряжения питания (SVR) определяется по формуле:

SVR = 20Log*(∆UIN/∆UOUT)

При типовом коэффициенте порядка 50 дБ пульсации ослабляются примерно в 330 раз. То есть амплитуда пульсаций на выходе нашего источника питания уменьшится до сотен микровольт (нужно еще учитывать шум самого LDO, обычно он составляет десятки мкВ/В) – такой результат практически недостижим для большинства импульсных преобразователей без дополнительного стабилизатора или многозвенных LC-фильтров на выходе. Наилучшие характеристики стабилизации обеспечивают микросхемы LDLN015, LD59015 и микросхемы серии LD39xxx – у LDLN015 шум не превышает 10 мкВ/В, а коэффициент SVR доходит до 90 дБ.

Однако у LDO тоже есть недостатки, один из которых – склонность к самовозбуждению, причем не только при слишком большом ESR выходного конденсатора (или его слишком маленькой емкости), но и при слишком низком ESR. Связана эта особенность с тем, что каскад с общим эмиттером (общим истоком) имеет высокий выходной импеданс, поэтому на частотной характеристике стабилизатора появляется дополнительный низкочастотный полюс (его частота зависит от сопротивления нагрузки и емкости выходного конденсатора). В итоге уже на частотах в десятки килогерц сдвиг фазы может превысить 180° и отрицательная обратная связь превращается в положительную [2]. Для решения такой проблемы в частотную характеристику необходимо добавить нуль, и простейший способ сделать это – увеличить последовательное сопротивление (ESR) выходного конденсатора: это практически не увеличивает пульсации выходного напряжения, но является залогом стабильности всей схемы. Причем емкость и ESR конденсатора должны быть в строго очерченных пределах. Они указываются индивидуально для каждого LDO-стабилизатора. Увы, но стандартный подход «чем больше емкость и чем ниже ESR выходных конденсаторов – тем лучше», применимый к классическим линейным и импульсным стабилизаторам, здесь не работает.

В зависимости от компонентов внутренней корректирующей схемы, LDO-стабилизаторы можно условно разделить на три группы:

  • стабилизаторы, рассчитанные на работу с танталовыми или электролитическими конденсаторами – им требуется конденсатор с ESR 0,5…10 Ом и более;
  • стабилизаторы, рассч

Расчет падения напряжения при установившейся нагрузке

Использование формул

На рисунке G29 ниже приведены формулы, обычно используемые для расчета падения напряжения в данной цепи на километр длины (медный кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена).

где:

I B = Ток полной нагрузки в амперах
L = Длина кабеля в километрах
R = Сопротивление жилы кабеля в Ом / км

R = 23. {2} \ right)}}} для алюминия [1]
Примечание : R незначительно выше c.s.a. 500 мм 2

X = индуктивное реактивное сопротивление проводника в Ом / км

Примечание : X пренебрежимо мало для проводников с.с. менее 50 мм 2 . При отсутствии какой-либо другой информации принимаем X равным 0,08 Ом / км.

φ = фазовый угол между напряжением и током в рассматриваемой цепи, обычно:

  • Лампа накаливания: cosφ = 1
  • Светодиодное освещение: cosφ> 0.9
  • Люминесцентный с электронным балластом: cosφ> 0,9
  • Мощность двигателя:
  • При запуске: cosφ = 0,35
  • В нормальном режиме работы: cosφ = 0,8

U n = линейное напряжение
В n = межфазное напряжение

Для сборных предварительно смонтированных воздуховодов и шин (системы шинопроводов) значения сопротивления и индуктивного реактивного сопротивления указываются производителем.

Рис. G29 - Формулы падения напряжения

Упрощенная таблица

Расчетов можно избежать, используя Рисунок G30, который дает, с адекватным приближением, межфазное падение напряжения на км кабеля на ампер в виде:

  • Виды использования схем: цепи двигателя с cosφ близким к 0,8 или освещение с cosφ близким к 1.
  • Тип схемы; однофазный или трехфазный

Падение напряжения в кабеле тогда определяется по формуле: K x IB x L

K = указано в таблице,
IB = ток полной нагрузки в амперах,
L = длина кабеля в км.

Мощность двигателя колонны «cosφ = 0,35» из Рисунок G30 может использоваться для вычисления падения напряжения, возникающего во время периода пуска двигателя (см. Пример № 1 после Рисунок G30).

Рис. G30 - Падение межфазного напряжения ΔU для цепи, в вольтах на ампер на км

Медные кабели Алюминиевые кабели
c. s.a.
в мм 2
Однофазная цепь Симметричная трехфазная цепь г.s.a.
в мм 2
Однофазная цепь Симметричная трехфазная цепь
Мощность двигателя Освещение Мощность двигателя Освещение Мощность двигателя Освещение Мощность двигателя Освещение
Нормальное обслуживание
Пуск-

вверх

Нормальное
обслуживание
Запуск Нормальное
обслуживание
Запуск Нормальное
обслуживание
Запуск
cos ϕ

= 0.8

cos ϕ

= 0,35

cos ϕ

= 1

cos ϕ

= 0,8

cos ϕ

= 0,35

cos ϕ

= 1

cos ϕ

= 0,8

cos ϕ

= 0,35

cos ϕ

= 1

cos ϕ

= 0,8

cos ϕ

= 0,35

cos ϕ

= 1

1,5 25. 4 11,2 32 22 9,7 27
2,5 15,3 6,8 19 13,2 5,9 16
4 9.6 4,3 11,9 8,3 3,7 10,3 6 10,1 4,5 12,5 8,8 3,9 10,9
6 6,4 2,9 7,9 5,6 2,5 6,8 10 6,1 2,8 7,5 5,3 2,4 6.5
10 3,9 1,8 4,7 3,4 1,6 4,1 16 3,9 1,8 4,7 3,3 1,6 4,1
16 2,5 1,2 3 2,1 1 2,6 25 2,50 1,2 3 2. 2 1 2,6
25 1,6 0,81 1,9 1,4 0,70 1,6 35 1,8 0,90 2,1 1,6 0,78 1,9
35 1,18 0,62 1,35 1 0,54 1,2 50 1.4 0,70 1,6 1,18 0,61 1,37
50 0,89 0,50 1,00 0,77 0,43 0,86 70 0,96 0,53 1,07 0,83 0,46 0,93
70 0,64 0,39 0,68 0,55 0.34 0,59 120 0,60 0,37 0,63 0,52 0,32 0,54
95 0,50 0,32 0,50 0,43 0,28 0,43 150 0,50 0,33 0,50 0,43 0,28 0,43
120 0. 41 год 0,29 0,40 0,36 0,25 0,34 185 0,42 0,29 0,41 0,36 0,25 0,35
150 0,35 0,26 0,32 0,30 0,23 0,27 240 0,35 0,26 0,31 0,30 0.22 0,27
185 0,30 0,24 0,26 0,26 0,21 0,22 300 0,30 0,24 0,25 0,26 0,21 0,22
240 0,25 0,22 0,20 0,22 0,19 0,17 400 0.25 0,22 0,19 0,21 0,19 0,16
300 0,22 0,21 0,16 0,19 0,18 0,14 500 0,22 0,20 0,15 0,19 0,18 0,13

Примеры

Пример 1

(см. , рис. G31)

Трехфазный 35 мм медный кабель 2 длиной 50 метров питает двигатель на 400 В от:

  • 100 А при cos φ = 0.8 при нормальной постоянной нагрузке
  • 500 A (5 In) при cos φ = 0,35 во время запуска

Падение напряжения в исходной точке кабеля двигателя в нормальных условиях (то есть с распределительным щитом Рисунок G29 распределяет в общей сложности 1000 A ) составляет 10 В между фазами.

Какое падение напряжения на выводах двигателя:

  • В нормальном режиме?
  • Во время запуска?

Решение:

  • Падение напряжения в нормальных условиях эксплуатации:

ΔU% = 100ΔUn {\ displaystyle \ Delta U \% = 100 {\ frac {\ Delta U} {Un}}}

Таблица Рисунок G30 показывает 1 В / А / км, поэтому:

ΔU для кабеля = 1 x 100 x 0.05 = 5 В

ΔU всего = 10 + 5 = 15 V = т.е. 15400 × 100 = 3,75% {\ displaystyle {\ frac {15} {400}} \ times 100 = 3,75 \%}

Это значение меньше разрешенного (8%) и является удовлетворительным.

  • Падение напряжения при запуске двигателя:

ΔUcable = 0,54 x 500 x 0,05 = 13,5 В

Из-за дополнительного тока, потребляемого двигателем при пуске, падение напряжения на распределительном щите превысит 10 вольт.

Предположим, что подача на распределительный щит во время запуска двигателя составляет 900 + 500 = 1400 А, тогда падение напряжения на распределительном щите увеличится приблизительно пропорционально, т.е.е.

10 × 1,4001,000 = 14 В {\ displaystyle {\ frac {10 \ times 1,400} {1,000}} = 14 В}

ΔU распределительного щита = 14 В

ΔU для кабеля двигателя = 13 В

ΔU total = 13,5 + 14 = 27,5 В, т.е.

27,5400 × 100 = 6,9% {\ displaystyle {\ frac {27,5} {400}} \ times 100 = 6,9 \%}

значение, удовлетворительное при запуске двигателя.

Рис. G31 - Пример 1

Пример 2

(см. , рис. G32)

Трехфазная 4-проводная медная линия 70 мм 2 c. s.a. и на длине 50 м пропускает ток 150 А. Линия питает, среди прочих нагрузок, 3 однофазные цепи освещения, каждая 2,5 мм 2 c.s.a. медные длиной 20 м, каждый пропускающий 20 А.

Предполагается, что токи в линии 70 мм 2 сбалансированы и что все три цепи освещения подключены к ней в одной точке.

Какое падение напряжения на конце цепей освещения?

Решение:

  • Падение напряжения в 4-проводной линии:

ΔU% = 100ΔUUn {\ displaystyle \ Delta U \% = 100 {\ frac {\ Delta U} {Un}}}

Рисунок G30 показывает 0.59 В / А / км

ΔU линия = 0,59 x 150 x 0,05 = 4,4 В междуфазно

, что дает:

4,43 = 2,54 В {\ displaystyle {\ frac {4.4} {\ sqrt {3}}} = 2,54 В} фаза на нейтраль.

  • Падение напряжения в любой из однофазных цепей освещения:

ΔU для однофазной цепи = 19 x 20 x 0,02 = 7,6 В

Таким образом, полное падение напряжения составляет

7,6 + 2,54 = 10,1 В

10,1 В 230 В × 100 = 4,4% {\ displaystyle {\ frac {10,1 В} {230 В}} \ раз 100 = 4. 1 2 Значения ρ согласно IEC60909-0 и Cenelec TR 50480. См. , рисунок G38. Калькулятор падения напряжения

- LEX Products

Что такое падение напряжения?

Падение напряжения - это величина потери напряжения, которая возникает в любой части или во всей цепи из-за импеданса. Слишком низкие перепады напряжения могут привести к снижению производительности продукта и даже к повреждению электрооборудования, если оно достаточно серьезное.Хотя Национальный электротехнический кодекс (NEC) не признает падение напряжения проблемой безопасности, они все же рекомендуют ограничить падение напряжения от коробки выключателя до самой дальней розетки для освещения, обогрева и питания до 3% от напряжения цепи. Это стало возможным благодаря правильному сечению проволоки. Использование формулы падения напряжения или калькулятора падения напряжения может помочь вам избежать хлопот и головной боли, вызванных выбором неправильного материала проводки и размера, соответствующего вашим потребностям в питании.

Какое падение напряжения допустимо?

Согласно Национальному электротехническому кодексу, падение напряжения на 5% в самой дальней розетке в цепи ответвления является приемлемым для нормальной эффективности.Для 120-вольтовой 15-амперной цепи это означает, что падение напряжения на самой дальней розетке при полной нагрузке не должно превышать 6 вольт. Воспользуйтесь нашим калькулятором падения напряжения, указанным выше, чтобы убедиться, что вы находитесь в допустимом диапазоне.

Основы падения напряжения

Существует четыре основных причины падения напряжения, в том числе используемый материал, размер провода, длина провода и ток. Медь известна как лучший проводник, чем алюминий. Провода большего диаметра будут иметь меньшее падение напряжения, чем провода меньшего диаметра той же длины.Длина провода имеет значение, поскольку более короткие провода будут иметь меньшее падение напряжения, чем более длинные. Наконец, падение напряжения увеличивается с увеличением тока, протекающего по проводу.

Чтобы уменьшить или устранить падение напряжения, вы можете увеличить размер проводника, используемого для передачи энергии к вашей электрической нагрузке. Увеличенный размер проводника уменьшает сопротивление проводника и общее сопротивление всей цепи.

Чтобы выбрать правильный размер провода, вам нужно использовать калькулятор падения напряжения или знать формулу падения напряжения.

Расчет регулирования напряжения распределительной линии

Введение:

  • Регулирование напряжения или регулирование нагрузки предназначено для поддержания фиксированного напряжения при различной нагрузке. Регулирование напряжения является ограничивающим фактором, определяющим размер проводника или тип изоляции.
  • Ток в цепи должен быть ниже этого значения, чтобы падение напряжения не превышало допустимых значений. Цепь высокого напряжения должна проходить как можно дальше, чтобы во вторичной цепи было небольшое падение напряжения.

Регулировка напряжения для воздушных линий 11 кВ, 22 кВ, 33 кВ (согласно REC):

  • % стабилизация напряжения = (1.06xPxLxPF) / (LDFxRCxDF)

  • Где
  • P = Общая мощность в кВА
  • L = Общая длина линии от передачи мощности до приема энергии в км.
  • PF = коэффициент мощности в о.е.
  • RC = постоянная регулирования (кВА-км) на 1% падения.
  • RC = (KVxKVx10) / ( RCosΦ + XSinΦ)
  • LDF = коэффициент распределения нагрузки.
  • LDF = 2 для равномерно распределенной нагрузки на питателе.
  • LDF> 2 Если нагрузка смещена в сторону силового трансформатора.
  • LDF = от 1 до 2, если груз смещен в сторону хвостового конца податчика.
  • DF = коэффициент разнообразия в о.е.

Допустимое регулирование напряжения (согласно REC):

Стабилизация максимального напряжения в любой точке распределительной линии

Часть системы распределения Городская площадь (%) Пригородная зона (%) Сельская местность (%)
До трансформатора 2. 5 2,5 2,5
До вторичного главного 3 2 0,0
До прекращения обслуживания 0,5 0,5 0,5
Итого 6.0 5,0 3,0

Значения регулирования напряжения:

  • Колебания напряжения в фидерах 33 кВ и 11 кВ не должны превышать следующих пределов на самом дальнем конце в условиях пиковой нагрузки и нормального режима работы системы.
  • Выше 33 кВ (-) от 12,5% до (+) 10%.
  • До 33 кВ (-) от 9,0% до (+) 6,0%.
  • Низкое напряжение (-) от 6,0% до (+) 6,0%
  • В случае, если трудно достичь желаемого напряжения, особенно в сельской местности, в этих районах можно использовать распределительные трансформаторы 11 / 0,433 кВ (вместо обычных 11 / 0,4 кВ DT).

Требуемый размер конденсатора:

  • Размер конденсатора для повышения коэффициента мощности с Cos ø1 до Cos ø2 составляет
  • Требуемый размер конденсатора (квар) = кВА1 (Sin ø1 - [Cos ø1 / Cos ø2] x Sin ø2)

  • Где KVA1 - исходная KVA.

Оптимальное расположение конденсаторов:

  • L = [1 - (KVARC / 2 KVARL) x (2n-1)]

  • Где,
  • L = расстояние в единице по линии от подстанции.
  • KVARC = Размер конденсаторной батареи
  • KVARL = KVAR загрузка линии
  • n = относительное положение конденсаторной батареи вдоль фидера от подстанции, если общая емкость должна быть разделена на более чем одну батарею вдоль линии.Если вся емкость помещена в одну банку, то значение n = 1.

Повышение напряжения из-за установки конденсатора:

  • % повышение напряжения = (кВАр (конденсатор) x Lx X) / 10xVx2

  • Где,
  • KVAR (Cap) = Конденсатор KVAR
  • X = реактивное сопротивление на фазу
  • L = длина линии (миля)
  • В = межфазное напряжение в киловольтах

Рассчитать% стабилизации напряжения распределительной линии:

  • Рассчитайте падение напряжения и% стабилизации напряжения на конце цепи следующей распределительной системы 11 кВ, система имеет проводник ACSR DOG (AI 6/4. 72, GI7 / 1,57), допустимая токовая нагрузка проводника ACSR = 205 А, сопротивление = 0,2792 Ом и реактивное сопротивление = 0 Ом, допустимый предел% регулирования напряжения на конце цепи составляет 5%.

Метод-1 (дистанционная база):

  • Падение напряжения = ((√3x (RCosΦ + XSinΦ) x I) / (Количество проводников / фаз x1000)) x Длина линии

Падение напряжения на нагрузке А

  • Ток нагрузки в точке A (I) = кВт / 1,732xVoltxP.F
  • Ток нагрузки в точке A (I) = 1500 / 1,732x11000x0,8 = 98 А.
  • Требуемое количество проводников / фаза = 98/205 = 0,47 А = 1 Нет
  • Падение напряжения в точке A = ((√3x (RCosΦ + XSinΦ) xI) / (Количество проводников / фаз x1000)) x Длина линии
  • Падение напряжения в точке A = ((1,732x (0,272 × 0,8 + 0x0,6) x98) / 1 × 1000) x1500) = 57 Вольт
  • Конечное напряжение приема в точке A = Конечное падение напряжения передачи = (1100-57) = 10943 В.
  • % стабилизация напряжения в точке A = ((конечное напряжение передачи - конечное напряжение приема) / конечное напряжение приема) x100
  • % стабилизации напряжения в точке A = ((11000-10943) / 10943) x100 = 0.52%
  • % стабилизация напряжения в точке A = 0,52%

Падение напряжения на нагрузке B

  • Ток нагрузки в точке B (I) = кВт / 1,732xVoltxP.F
  • Ток нагрузки в точке B (I) = 1800 / 1,732x11000x0,8 = 118 А.
  • Расстояние от источника = 1500 + 1800 = 3300 Метров.
  • Падение напряжения в точке B = ((√3x (RCosΦ + XSinΦ) xI) / (Количество проводников / фаз x1000)) x Длина линии
  • Падение напряжения в точке B = ((1,732x (0,272 × 0.8 + 0x0.6) x98) / 1 × 1000) x3300) = 266 Вольт
  • Конечное напряжение приема в точке B = Конечное падение напряжения передачи = (1100-266) = 10734 Вольт.
  • % стабилизация напряжения в точке B = ((конечное напряжение передачи - конечное напряжение приема) / конечное напряжение приема) x100
  • % стабилизация напряжения в точке B = ((11000-10734) / 10734) x100 = 2,48%
  • % стабилизация напряжения в точке B = 2,48%

Падение напряжения на нагрузке C

  • Ток нагрузки в точке C (I) = кВт / 1. 732xВольтxP.F
  • Ток нагрузки в точке C (I) = 2000 / 1,732x11000x0,8 = 131 А
  • Расстояние от источника = 1500 + 1800 + 2000 = 5300 Метров.
  • Падение напряжения в точке C = ((√3x (RCosΦ + XSinΦ) xI) / (Количество проводников / фаз x1000)) x Длина линии
  • Падение напряжения в точке C = ((1,732x (0,272 × 0,8 + 0x0,6) x98) / 1 × 1000) x5300) = 269 Вольт
  • Получение конечного напряжения в точке C = Конечное падение напряжения на отправке = (1100-269) = 10731 В.
  • % стабилизация напряжения в точке C = ((конечное напряжение передачи - конечное напряжение приема) / конечное напряжение приема) x100
  • % стабилизации напряжения в точке C = ((11000-10731) / 10731) x100 = 2.51%
  • % Регулировка напряжения в точке C = 2,51%

Здесь Конечная точка трейла% Регулировка напряжения составляет 2,51%, что находится в допустимом пределе.

Метод-2 (база нагрузки):

  • % стабилизация напряжения = (I x (RcosǾ + XsinǾ) x длина) / Кол-во конд. На фазу xV (P-N)) x100

Падение напряжения на нагрузке А

  • Ток нагрузки в точке A (I) = кВт / 1,732xVoltxP.F
  • Ток нагрузки в точке A (I) = 1500/1.732x11000x0,8 = 98 ампер.
  • Расстояние от источника = 1.500 км.
  • Требуемое количество проводников / фаза = 98/205 = 0,47 А = 1 Нет
  • Падение напряжения в точке A = (I x (RcosǾ + XsinǾ) x Длина) / В (фаза-нейтраль)) x100
  • Падение напряжения в точке A = ((98x (0,272 × 0,8 + 0x0,6) x1,5) / 1 × 6351) = 0,52%
  • % стабилизация напряжения в точке A = 0,52%

Падение напряжения на нагрузке B

  • Ток нагрузки в точке B (I) = кВт / 1.732xВольтxP.F
  • Ток нагрузки в точке B (I) = 1800 / 1,732x11000x0,8 = 118 А.
  • Расстояние от источника = 1500 + 1800 = 3,3 км.
  • Требуемое количество проводников / фаза = 118/205 = 0,57 А = 1 Нет
  • Падение напряжения в точке B = (I x (RcosǾ + XsinǾ) x длина) / V (фаза-нейтраль)) x100
  • Падение напряжения в точке B = ((118x (0,272 × 0,8 + 0x0,6) x3,3) / 1 × 6351) = 1,36%
  • % стабилизация напряжения в точке A = 1,36%

Падение напряжения на нагрузке C

  • Ток нагрузки в точке C (I) = кВт / 1. 732xВольтxP.F
  • Ток нагрузки в точке C (I) = 2000 / 1,732x11000x0,8 = 131Amp.
  • Расстояние от источника = 1500 + 1800 + 2000 = 5,3 км.
  • Требуемое количество проводов / фаза = 131/205 = 0,64 А = 1 Нет
  • Падение напряжения в точке C = (I x (RcosǾ + XsinǾ) x Длина) / В (фаза-нейтраль)) x100
  • Падение напряжения в точке C = ((131x (0,272 × 0,8 + 0x0,6) x5,3) / 1 × 6351) = 2,44%
  • % стабилизация напряжения в точке A = 2,44%

Здесь конечная точка трейла% стабилизация напряжения равна 2.44%, что находится в допустимом пределе.

Нравится:

Нравится Загрузка ...

Связанные

О Jignesh.Parmar (B.E, Mtech, MIE, FIE, CEng)
Джигнеш Пармар закончил M.Tech (Power System Control), B.E (Electric). Он является членом Института инженеров (MIE) и CEng, Индия. Членский номер: M-1473586. Он имеет более чем 16-летний опыт работы в сфере передачи, распределения, обнаружения кражи электроэнергии, технического обслуживания и электротехнических проектов (планирование-проектирование-технический обзор-координация-выполнение).