Acasă Instrument de casă

Calculator pentru calcularea pierderilor de tensiune într-un cablu electric. Caracteristici de calcul a pierderii de tensiune în linia principală Formula pentru calcularea pierderii de tensiune într-un cablu

Cum se calculează corect și precis secțiunea transversală a cablului pe baza pierderii de tensiune? Foarte des, la proiectarea rețelelor de alimentare cu energie, este necesar un calcul competent al pierderilor de cablu. Un rezultat precis este important pentru alegerea unui material cu secțiunea transversală necesară a miezului. Dacă cablul este ales incorect, acest lucru va implica costuri multiple cu materiale, deoarece sistemul va eșua rapid și va înceta să funcționeze. Datorită site-urilor de asistență, unde există un program gata făcut pentru calcularea secțiunii transversale a cablului și a pierderilor pe acesta, acest lucru se poate face ușor și rapid.

Cum se folosește un calculator online?

În tabelul final, trebuie să introduceți date în funcție de materialul cablului selectat, puterea de încărcare a sistemului, tensiunea rețelei, temperatura cablului și metoda de așezare. Apoi faceți clic pe butonul „calculați” și obțineți rezultatul final.
Acest calcul al pierderilor de tensiune într-o linie poate fi utilizat în siguranță în muncă, dacă nu țineți cont de rezistența liniei de cablu în anumite condiții:

Când se specifică factorul de putere, cosinusul phi este egal cu unu.
linii de rețea DC.
Rețea de curent alternativ cu o frecvență de 50 Hz realizată din conductori cu secțiuni transversale de până la 25,0–95,0.

Rezultatele obținute trebuie utilizate în funcție de fiecare caz în parte, ținând cont de toate erorile produselor de cablu și sârmă.

Asigurați-vă că completați toate valorile!

Calculul pierderii de putere într-un cablu folosind formula școlară

Puteti obtine datele necesare in felul urmator, folosind urmatoarea combinatie de indicatori pentru calcule: ΔU=I·RL (pierdere de tensiune in linie = consum de curent * rezistenta cablului).

De ce trebuie să calculați pierderea de tensiune în cablu?

Disiparea excesivă a energiei în cablu poate duce la pierderi semnificative de putere, încălzire excesivă a cablului și deteriorarea izolației. Acest lucru este periculos pentru viețile oamenilor și animalelor. Cu o lungime semnificativă a liniei, acest lucru va afecta costul luminii, ceea ce va afecta negativ și starea financiară a proprietarului spațiilor.

În plus, pierderile necontrolate de tensiune în cablu pot cauza defectarea multor aparate electrice, precum și distrugerea lor completă. Foarte des, locuitorii folosesc secțiuni de cablu mai mici decât este necesar (pentru a economisi bani), ceea ce provoacă în curând un scurtcircuit. Și costurile viitoare de înlocuire sau reparare a cablurilor electrice nu acoperă portofelele utilizatorilor „economisiți”. De aceea este atât de important să alegeți secțiunea transversală corectă a cablurilor pentru firele care urmează să fie pozate. Orice instalație electrică dintr-o clădire rezidențială trebuie începută numai după un calcul amănunțit al pierderilor de cablu. Este important de reținut că electricitatea nu oferă o a doua șansă și, prin urmare, totul trebuie făcut corect și eficient încă de la început.

Modalități de reducere a pierderilor de putere în cabluri

Pierderile pot fi reduse în mai multe moduri:

creșterea secțiunii transversale a cablului;
scăderea lungimii materialului;
reducerea sarcinii.

Adesea, ultimele două puncte sunt mai dificile și, prin urmare, trebuie să faceți acest lucru prin creșterea ariei secțiunii transversale a miezului cablului electric. Acest lucru va ajuta la reducerea rezistenței. Această opțiune are mai multe aspecte costisitoare. În primul rând, costul utilizării unui astfel de material pentru sisteme multi-kilometri este foarte semnificativ și, prin urmare, este necesar să alegeți un cablu cu secțiunea transversală corectă pentru a reduce pragul de pierdere de putere în cablu.

Calculul online al pierderilor de tensiune vă permite să faceți acest lucru în câteva secunde, ținând cont de toate caracteristicile suplimentare. Pentru cei care doresc să verifice manual rezultatul, există o formulă fizică și matematică pentru calcularea pierderilor de tensiune într-un cablu. Desigur, aceștia sunt asistenți excelenți pentru fiecare proiectant de rețele electrice.

Tabel pentru calcularea secțiunii transversale a firului în funcție de putere

Secțiunea cablului, mm 2

Cablaj deschis

Garnitură în canale

Aluminiu

putere, kWt

Video despre alegerea corectă a secțiunii transversale a firului și greșelile tipice

Liniile electrice transportă curentul de la aparatul de comutare la consumatorul final de-a lungul conductoarelor purtătoare de curent de lungimi diferite. Tensiunea nu va fi aceeași la punctele de intrare și de ieșire din cauza pierderilor rezultate din lungimea mare a conductorului.

Căderea de tensiune de-a lungul lungimii cablului apare din cauza trecerii unui curent mare, determinând o creștere a rezistenței conductorului.

Pe liniile de lungime considerabilă, pierderile vor fi mai mari decât atunci când curentul trece prin conductori scurti de aceeași secțiune transversală. Pentru a se asigura că tensiunea necesară este furnizată obiectului final, este necesar să se calculeze instalarea liniilor ținând cont de pierderile din cablul purtător de curent, începând de la lungimea conductorului.

Rezultatul subtensiunii

Conform documentelor de reglementare, pierderile pe linia de la transformator la cea mai îndepărtată zonă încărcată cu energie pentru unitățile rezidențiale și publice nu ar trebui să depășească nouă la sută.

Pierderi de 5% sunt permise la intrarea principală și 4% - de la intrare la consumatorul final. Pentru sistemele trifazate, cu trei sau patru fire, valoarea nominală ar trebui să fie de 400 V ± 10% în condiții normale de funcționare.

Abaterea unui parametru de la valoarea normalizată poate avea următoarele consecințe:

Funcționarea incorectă a instalațiilor volatile, echipamentelor, dispozitivelor de iluminat.
Nefuncționarea aparatelor electrice atunci când tensiunea de intrare este redusă, defecțiune a echipamentului.
Accelerație redusă a cuplului motoarelor electrice la curentul de pornire, pierderea de energie luată în considerare, oprirea motoarelor la supraîncălzire.
Distribuția neuniformă a sarcinii curente între consumatori la începutul liniei și la capătul îndepărtat al unui fir lung.
Dispozitivele de iluminat funcționează la jumătate de căldură, ceea ce duce la subutilizarea puterii curente în rețea și la pierderea energiei electrice.

În modul de funcționare cel mai acceptabil indicator pierderea de tensiune în cablu este considerat 5%. Aceasta este valoarea optimă calculată care poate fi acceptată ca acceptabilă pentru rețelele electrice, deoarece în industria energetică curenții de putere enormă sunt transportați pe distanțe lungi.

Se impun cerințe crescute asupra caracteristicilor liniilor electrice. Este important să se acorde o atenție deosebită pierderilor de tensiune nu numai pe rețelele principale, ci și pe liniile secundare.

Cauzele căderii de tensiune

Fiecare electromecanic știe că un cablu este format din conductori - în practică, se folosesc conductori cu miez de cupru sau aluminiu învelite în material izolator. Firul este plasat într-o carcasă de polimer sigilată - o carcasă dielectrică.

Deoarece conductoarele metalice sunt amplasate prea strâns în cablu și sunt presate suplimentar de straturi de izolație, atunci când linia de alimentare este lungă, miezurile metalice încep să funcționeze pe principiul unui condensator, creând o încărcare cu rezistență capacitivă.

Căderea de tensiune are loc conform următoarei scheme:

Conductorul care transportă curentul se supraîncălzește și creează capacitate ca parte a reactanței.
Sub influența transformărilor care au loc asupra înfășurărilor transformatoarelor, reactoarelor și altor elemente de circuit, puterea electricității devine inductivă.
Ca rezultat, rezistența rezistivă a miezurilor metalice este convertită în rezistență activă a fiecărei faze a circuitului electric.
Cablul este conectat la o sarcină de curent cu o rezistență totală (complexă) de-a lungul fiecărui miez purtător de curent.
Când se operează un cablu într-un circuit trifazat, cele trei linii de curent din cele trei faze vor fi simetrice, iar miezul neutru trece un curent aproape de zero.
Rezistența complexă a conductorilor duce la pierderea de tensiune în cablu când curentul trece cu deviație vectorială din cauza componentei reactive.

Grafic, diagrama căderii de tensiune poate fi reprezentată astfel: dintr-un punct iese o linie dreaptă orizontală - vectorul curent. Din același punct, vectorul de tensiune de intrare U1 și vectorul de tensiune de ieșire U2 ies la un unghi față de curent la un unghi mai mic. Atunci căderea de tensiune de-a lungul liniei este egală cu diferența geometrică dintre vectorii U1 și U2.

Figura 1. Reprezentarea grafică a căderii de tensiune

În figura prezentată, triunghiul dreptunghic ABC reprezintă căderea și pierderea de tensiune de-a lungul unei linii lungi de cablu. Segmentul AB este ipotenuza unui triunghi dreptunghic și în același timp căderea, catetele AC și BC arată căderea de tensiune ținând cont de activ și reactanța, iar segmentul AD demonstrează cantitatea de pierderi.

Este destul de dificil să faci astfel de calcule manual. Graficul servește la reprezentarea vizuală a proceselor care au loc într-un circuit electric de lungă distanță atunci când trece un curent al unei sarcini date.

Calcul folosind formula

În practică, la instalarea liniilor electrice de tip trunchi și distribuirea cablurilor către consumatorul final cu distribuție ulterioară la fața locului, se utilizează cablu de cupru sau aluminiu.

Rezistivitatea pentru conductori este constantă, pentru cupru p = 0,0175 Ohm*mm2/m, pentru conductori de aluminiu p = 0,028 Ohm*mm2/m.

Cunoscând rezistența și puterea curentului, este ușor să calculați tensiunea folosind formula U = RI și formula R = p*l/S, unde sunt utilizate următoarele valori:

Rezistivitatea firului - p.
Lungimea cablului care transportă curent este de l.
Aria secțiunii transversale a conductorului - S.
Curent de sarcină în amperi - I.
Rezistența conductorului - R.
Tensiunea din circuitul electric este U.

Folosind formule simple pe un exemplu simplu: este planificată instalarea mai multor prize într-o extensie detașată a unei case private. Pentru instalare a fost selectat un conductor de cupru cu o secțiune transversală de 1,5 metri pătrați. mm, deși pentru cablul de aluminiu esența calculelor nu se schimbă.

Deoarece curentul trece înainte și înapoi prin fire, trebuie să țineți cont de faptul că distanța lungimii cablului va trebui să fie dublată. Dacă presupunem că prizele vor fi instalate la patruzeci de metri de casă, iar puterea maximă a dispozitivelor este de 4 kW cu un curent de 16 A, atunci folosind formula este ușor de calculat pierderile de tensiune:

U = 0,0175*40*2/1,5*16

Dacă comparăm valoarea obținută cu valoarea nominală pentru o linie monofazată 220 V 50 Hz, rezultă că pierderea de tensiune a fost: 220-14,93 = 205,07 V.

Astfel de pierderi de 14,93 V reprezintă practic 6,8% din tensiunea de intrare (nominală) în rețea. O valoare care este inacceptabilă pentru grupul de putere de prize și corpuri de iluminat, pierderile vor fi sesizabile: prizele vor trece curent la putere mai mică decât puterea maximă, iar corpurile de iluminat vor funcționa cu mai puțină căldură.

Puterea pentru încălzirea conductorului va fi P = UI = 14,93*16 = 238,9 W. Acesta este procentul de pierderi în teorie fără a lua în considerare căderea de tensiune la punctele de conectare a firelor și contactele grupului de prize.

Efectuarea de calcule complexe

Pentru un calcul mai detaliat și mai fiabil al pierderilor de tensiune pe linie, este necesar să se țină cont de rezistența reactivă și activă, care împreună formează o rezistență complexă și putere.

Pentru a efectua calcule căderea de tensiune a cablului utilizați formula:

∆U = (P*r0+Q*x0)*L/ U nom

Această formulă conține următoarele valori:

P, Q - putere activă, reactivă.
r0, x0 - activ, reactanță.
U nom - tensiune nominală.

Pentru a asigura o sarcină optimă pe liniile de transmisie trifazate, este necesar să le încărcați uniform. Pentru a face acest lucru, este recomandabil să conectați motoarele electrice de putere la fire liniare și alimentarea la dispozitivele de iluminat - între faze și linia neutră.

Există trei opțiuni de conectare la sarcină:

de la tabloul electric până la capătul liniei;
de la tabloul electric cu distribuție uniformă pe lungimea cablului;
de la tabloul electric la două linii combinate cu distribuție uniformă a sarcinii.

Un exemplu de calcul al pierderilor de tensiune: consumul total de energie al tuturor instalațiilor volatile dintr-o casă sau un apartament este de 3,5 kW - valoarea medie pentru un număr mic de aparate electrice puternice. Dacă toate sarcinile sunt active (toate dispozitivele sunt conectate la rețea), cosφ = 1 (unghiul dintre vectorul curent și vectorul tensiune). Folosind formula I = P/(Ucosφ), obținem puterea curentului I = 3,5*1000/220 = 15,9 A.

Calcule suplimentare: dacă utilizați un cablu de cupru cu o secțiune transversală de 1,5 metri pătrați. mm, rezistivitate 0,0175 Ohm*mm2, iar lungimea cablului cu două fire pentru cablare este de 30 de metri.

Conform formulei, pierderea de tensiune este:

∆U = I*R/U*100%, unde curentul este de 15,9 A, rezistența este de 2 (două fire)*0,0175*30/1,5 = 0,7 Ohm. Atunci ∆U = 15,9*0,7/220*100% = 5,06%.

Valoarea obținută depășește cu puțin scăderea de cinci procente recomandată de documentele de reglementare. În principiu, puteți lăsa diagrama pentru o astfel de conexiune, dar dacă valorile principale ale formulei sunt afectate de un factor necontabilizat, pierderile vor depăși valoarea admisă.

Ce înseamnă asta pentru consumatorul final? Plata pentru energia electrică uzată furnizată la panoul de distribuție la capacitate maximă atunci când se consumă efectiv energie electrică de joasă tensiune.

Folosind tabele gata făcute

Cum poate un meșter sau un specialist acasă să simplifice sistemul de calcul atunci când determină pierderile de tensiune pe lungimea cablului? Puteți utiliza tabele speciale date în literatura de specialitate pentru inginerii de linii electrice. Tabelele sunt calculate pe baza a doi parametri principali - lungimea cablului de 1000 m și valoarea curentă de 1 A.

Ca exemplu, este prezentat un tabel cu calcule gata făcute pentru circuitele electrice și de iluminat monofazate și trifazate din cupru și aluminiu cu secțiuni transversale diferite de la 1,5 la 70 de metri pătrați. mm atunci când motorul electric este alimentat cu energie.

Tabel 1. Determinarea pierderii de tensiune pe lungimea cablului

Suprafața secțiunii, mm2		Linie monofazată			Linie trifazată
		Nutriție		Iluminat	Nutriție		Iluminat
		Modul	start		Modul	start
Cupru	Aluminiu	Cosinusul unghiului de fază = 0,8	Cosinusul unghiului de fază = 0,35	Cosinusul unghiului de fază = 1	Cosinusul unghiului de fază = 0,8	Cosinusul unghiului de fază = 0,35	Cosinusul unghiului de fază = 1
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

Tabelele sunt convenabile de utilizat pentru calcule la proiectarea liniilor electrice. Exemplu de calcul: Motorul funcționează cu un curent nominal de 100 A, dar la pornire este necesar un curent de 500 A. În timpul funcționării normale, cos ȹ este 0,8, iar la pornire valoarea este 0,35. Tabloul electric distribuie un curent de 1000 A. Pierderile de tensiune sunt calculate folosind formula ∆U% = 100∆U/U nominal.

Motorul este proiectat pentru putere mare, deci este rațional să folosiți un fir cu o secțiune transversală de 35 de metri pătrați pentru conectare. mm, pentru un circuit trifazat în funcționare normală a motorului, pierderea de tensiune este de 1 volt pe o lungime a firului de 1 km. Dacă lungimea firului este mai scurtă (de exemplu, 50 de metri), curentul este de 100 A, atunci pierderea de tensiune va atinge:

∆U = 1 V*0,05 km*100A = 5 V

Pierderile la tablou la pornirea motorului sunt de 10 V. Căderea totală este de 5 + 10 = 15 V, care ca procent din valoarea nominală este de 100 * 15 * / 400 = 3,75%. Numărul rezultat nu depășește valoarea admisă, astfel încât instalarea unei astfel de linii electrice este destul de realistă.

În momentul pornirii motorului, curentul ar trebui să fie de 500 A, iar în timpul modului de funcționare - 100 A, diferența este de 400 A, cu care crește curentul din tabloul de distribuție. 1000 + 400 = 1400 A. Tabelul 1 indică faptul că la pornirea motorului, pierderile de-a lungul unei lungimi de cablu de 1 km sunt egale cu 0,52 V, apoi

∆U la pornire = 0,52*0,05*500 = 13 V

∆U scut = 10*1400/100 = 14 V

∆U total = 13+14 = 27 V, procentual ∆U = 27/400*100 = 6,75% - valoare admisă, nu depășește valoarea maximă de 8%. Luând în considerare toți parametrii, instalarea liniei de alimentare este acceptabilă.

Folosind calculatorul de service

Calcule, tabele, grafice, diagrame - instrumente precise pentru calcularea căderii de tensiune pe lungimea cablului. Vă puteți ușura munca dacă efectuați calculele folosind un calculator online. Avantajele sunt evidente, dar merită să verificați datele pe mai multe resurse și să plecați de la valoarea medie obținută.

Cum functioneaza:

Calculatorul online este conceput pentru a efectua rapid calcule pe baza datelor inițiale.
Trebuie să introduceți următoarele cantități în calculator - curent (alternant, direct), conductor (cupru, aluminiu), lungimea liniei, secțiunea transversală a cablului.
Asigurați-vă că introduceți parametrii pentru numărul de faze, puterea, tensiunea rețelei, factorul de putere, temperatura de funcționare a liniei.
După introducerea datelor inițiale, programul determină căderea de tensiune de-a lungul liniei de cablu cu precizie maximă.
Un rezultat nesigur poate fi obținut dacă valorile inițiale sunt introduse incorect.

Puteți utiliza un astfel de sistem pentru a efectua calcule preliminare, deoarece calculatoarele de servicii pe diverse resurse nu arată întotdeauna același rezultat: rezultatul depinde de implementarea competentă a programului, luând în considerare mulți factori.

Cu toate acestea, puteți efectua calcule pe trei calculatoare, puteți lua valoarea medie și puteți construi pe ea în etapa preliminară de proiectare.

Cum să reduceți pierderile

Evident, cu cât cablul este mai lung pe linie, cu atât este mai mare rezistența conductorului la trecerea curentului și, în consecință, cu atât pierderea de tensiune este mai mare.

Există mai multe moduri de a reduce procentul de pierderi care pot fi utilizate fie independent, fie în combinație:

Utilizați un cablu cu o secțiune transversală mai mare, efectuați calcule în raport cu un conductor diferit. O creștere a secțiunii transversale a conductorilor purtători de curent poate fi obținută prin conectarea a două fire în paralel. Suprafața totală a secțiunii transversale va crește, sarcina va fi distribuită uniform, iar pierderea de tensiune va fi mai mică.
Reduceți lungimea de lucru a conductorului. Metoda este eficientă, dar nu poate fi folosită întotdeauna. Lungimea cablului poate fi redusă dacă există o lungime a conductorului de rezervă. La întreprinderile de înaltă tehnologie, este destul de realist să luăm în considerare opțiunea de reașezare a cablului dacă costurile procesului care necesită forță de muncă sunt mult mai mici decât costurile instalării unei noi linii cu o secțiune transversală mare de miezuri.
Reduceți puterea curentă transmisă prin cabluri lungi. Pentru a face acest lucru, puteți deconecta mai mulți consumatori de la linie și îi puteți conecta printr-un circuit de bypass. Această metodă este aplicabilă pe rețele bine ramificate cu autostrăzi de rezervă. Cu cât puterea transmisă prin cablu este mai mică, cu atât conductorul se încălzește mai puțin, rezistența și pierderile de tensiune sunt reduse.

Atenţie! Când cablul este operat la temperaturi ridicate, conductorul se încălzește și căderea de tensiune crește. Pierderile pot fi reduse prin utilizarea izolației termice suplimentare sau prin așezarea cablului de-a lungul unui alt traseu, unde temperatura este semnificativ mai scăzută.

Calculul pierderilor de tensiune este una dintre sarcinile principale ale industriei energetice. Dacă pentru consumatorul final căderea de tensiune pe linie și pierderile de putere sunt aproape de neobservat, atunci pentru întreprinderile și organizațiile mari implicate în furnizarea de energie electrică a instalațiilor, acestea sunt impresionante. Căderea de tensiune poate fi redusă dacă toate calculele sunt efectuate corect.

Acasă, folosim adesea prelungitoare portabile - prize pentru temporare ( rămânând de obicei permanent) pornirea aparatelor electrocasnice: radiator electric, aer conditionat, fier de calcat cu consum mare de curent.
Cablul pentru acest prelungitor este de obicei selectat în funcție de principiul a ceea ce este la îndemână, iar acest lucru nu corespunde întotdeauna parametrilor electrici necesari.

În funcție de diametrul (sau secțiunea transversală a firului în mm2), firul are o anumită rezistență electrică pentru trecerea curentului electric.

Cu cât secțiunea transversală a conductorului este mai mare, cu atât rezistența sa electrică este mai mică, cu atât căderea de tensiune pe el este mai mică. În consecință, există mai puține pierderi de putere în fir datorită încălzirii sale.

Să efectuăm o analiză comparativă a pierderii de putere pentru încălzire în fir în funcție de transversala acestuia secțiuni. Să luăm cele mai comune cabluri din viața de zi cu zi cu o secțiune transversală: 0,75; 1,5; 2,5 mm.mp. pentru două prelungitoare cu lungimea cablului: L = 5 m și L = 10 m.

Să luăm ca exemplu o sarcină sub forma unui încălzitor electric standard cu parametri electrici:
- Tensiunea de alimentareU = 220 voi T ;
- puterea încălzitorului electric P = 2,2 kW = 2200 W ;
— consumul de curent I = P/U = 2200 W / 220 V = 10 A.

Din literatura de referință, să luăm date de rezistență pentru 1 metru de sârmă de diferite secțiuni transversale.

Este dat un tabel de rezistențe de 1 metru de sârmă din cupru și aluminiu.

Să calculăm pierderea de putere cheltuită pentru încălzire pentru secțiunea transversală a firului S = 0,75 mm.p. Firul este din cupru.

Rezistenta fir de 1 metru (din tabel) R 1 = 0,023 Ohm.
Lungimea cablului L=5 metri.
Lungimea firului în cablu (dus-întors)2 L =2 · 5 = 10 metri.
Rezistența electrică a unui fir într-un cablu R = 2 · L · R 1 = 2 · 5 · 0,023 = 0,23 Ohm.

Căderea de tensiune în cablu când trece curentul I = 10 A voi: U = I R = 10 A 0,23 Ohm = 2,3 V.
Pierderea de putere datorată încălzirii în cablu în sine va fi: P = U I = 2,3 V 10 A = 23 W.

Dacă lungimea cablului L = 10 m. (aceeași secțiune transversală S = 0,75 mm2), pierderea de putere în cablu va fi de 46 W. Aceasta reprezintă aproximativ 2% din puterea consumată de încălzitorul electric din rețea.

Pentru cabluri cu conductori din aluminiu de aceeași secțiune S = 0,75 mm.p.. citirile cresc și se ridică la L = 5 m-34,5 W. Pentru L = 10 m - 69 W.

Toate datele de calcul pentru cablurile cu o secțiune transversală de 0,75; 1,5; 2,5 mm.mp. pentru lungimea cablului L = 5 și L = 10 metrii sunt dați în tabel.
Unde: S – secțiunea firului în mm2;
R 1– rezistenta de 1 metru de fir in Ohm;
R - rezistența cablului în Ohmi;
U – căderea de tensiune în cablu în Volți;
P – pierderea de putere în cablu în wați sau ca procent.

Ce concluzii ar trebui trase din aceste calcule?

— Cu aceeași secțiune transversală, un cablu de cupru are o marjă de siguranță mai mare și o pierdere de putere electrică mai mică datorită încălzirii firului P.
— Pe măsură ce lungimea cablului crește, pierderile P cresc. Pentru a compensa pierderile, este necesar să creșteți secțiunea transversală a firelor de cablu S.
— Este recomandabil să alegeți un cablu cu o manta de cauciuc, iar miezurile cablurilor să fie multi-core.

Pentru prelungitor, este recomandabil să folosiți o priză Euro și o mufă Euro. Știfturile mufei euro au un diametru de 5 mm. O priză electrică simplă are un diametru de 4 mm. Fișele euro sunt concepute pentru a transporta mai mult curent decât o simplă priză și ștecher. Cu cât diametrul știfturilor este mai mare, cu atât zona de contact este mai mare la joncțiunea dintre ștecher și priză,deci o rezistență de contact mai mică. Acest lucru contribuie la o încălzire mai mică la joncțiunea dintre ștecher și priză.

Pentru a asigura alimentarea cu tensiune de la dispozitivul de distribuție către consumatorul final, se folosesc linii electrice. Pot fi deasupra capului sau prin cablu și au o lungime considerabilă.

La fel ca toți conductorii, au o rezistență care depinde de lungime și cu cât sunt mai lungi, cu atât pierderea de tensiune este mai mare.

Și cu cât linia este mai lungă, cu atât va fi mai mare pierderea de tensiune. Acestea. Tensiunea la intrare și la capătul liniei va fi diferită.

Pentru ca echipamentul să funcționeze fără defecțiuni, aceste pierderi sunt normalizate. Valoarea lor totală nu trebuie să depășească 9%.

Căderea maximă de tensiune la intrare este de cinci procente, iar pentru cel mai îndepărtat consumator nu mai mult de patru procente. Într-o rețea trifazată cu o rețea cu trei sau patru fire, această cifră nu trebuie să depășească 10%.

Dacă acești indicatori nu sunt îndepliniți, utilizatorii finali nu vor putea furniza parametrii nominali. Când tensiunea scade, apar următoarele simptome:

Dispozitivele de iluminat care folosesc lămpi cu incandescență încep să funcționeze (strălucească) la jumătate de incandescență;
Când motoarele electrice sunt pornite, forța de pornire pe arbore scade. Ca urmare, motorul nu se rotește și, ca urmare, înfășurările se supraîncălzesc și eșuează;
Unele aparate electrice nu pornesc. Nu există suficientă tensiune și alte dispozitive se pot defecta după pornire;
Instalațiile care sunt sensibile la tensiunea de intrare sunt instabile și, de asemenea, sursele de lumină care nu au un filament incandescent pot să nu se aprindă.

Electricitatea este transmisă prin rețele aeriene sau prin cablu. Cele aeriene sunt realizate din aluminiu, în timp ce cele de cablu pot fi din aluminiu sau cupru.

Pe lângă rezistența activă, cablurile conțin reactanță capacitivă. Prin urmare, pierderea de putere depinde de lungimea cablului.

Motive care duc la scăderea tensiunii

Pierderile de tensiune în liniile electrice apar din următoarele motive:

Un curent trece prin fir, care îl încălzește, ca urmare, rezistența activă și capacitivă crește;
Un cablu trifazat cu o sarcină simetrică are aceleași valori de tensiune pe miezuri, iar curentul firului neutru va tinde spre zero. Acest lucru este adevărat dacă sarcina este constantă și pur activă, ceea ce este imposibil în condiții reale;
În rețele, pe lângă sarcina activă, există o sarcină reactivă sub formă de înfășurări ale transformatorului, reactoare etc. si ca urmare, in ele apare puterea inductiva;
Ca rezultat, rezistența va consta din activ, capacitiv și inductiv. Afectează pierderile de tensiune în rețea.

Pierderile de curent depind de lungimea cablului. Cu cât este mai lungă, cu atât este mai mare rezistența, ceea ce înseamnă că pierderile sunt mai mari. Rezultă că pierderile de putere dintr-un cablu depind de lungimea sau lungimea liniei.

Calculul valorii pierderii

Pentru a asigura operabilitatea echipamentului, este necesar să se facă un calcul. Se realizează în momentul proiectării. Nivelul actual de dezvoltare a tehnologiei informatice permite efectuarea calculelor cu ajutorul unui calculator online, care vă permite să calculați rapid pierderile de putere ale cablurilor.

Pentru a calcula, trebuie doar să introduceți datele necesare. Setați parametrii de curent - direct sau alternativ. Materialul liniei de alimentare este aluminiu sau cupru. Indicați prin ce parametri se calculează pierderea de putere - după secțiunea transversală sau diametrul firului, curentul de sarcină sau rezistența.

În plus, indicați tensiunea rețelei și temperatura cablului (în funcție de condițiile de funcționare și de metoda de instalare). Aceste valori sunt introduse în tabelul de calcul și calculate folosind un calculator electronic.

Puteți face un calcul bazat pe formule matematice. Pentru a înțelege și a evalua corect procesele care au loc în timpul transmiterii energiei electrice, se utilizează o formă vectorială de reprezentare a caracteristicilor.

Și pentru a minimiza calculele, o rețea trifazată este reprezentată ca trei rețele monofazate. Rezistența rețelei este reprezentată ca o conexiune în serie a rezistenței active și reactive la rezistența de sarcină.

În acest caz, formula de calcul a pierderii de putere într-un cablu este simplificată semnificativ. Pentru a obține parametrii necesari, utilizați formula.

Această formulă arată pierderea de putere a unui cablu în funcție de curentul și rezistența distribuite pe lungimea cablului.

Cu toate acestea, această formulă este valabilă dacă cunoașteți puterea și rezistența curentului. Rezistența poate fi calculată folosind formula. Pentru cupru va fi egal cu p=0,0175 Ohm*mm2/m, iar pentru aluminiu p=0,028 Ohm*mm2/m.

Cunoscând valoarea rezistivității, calculați rezistența, care va fi determinată de formula

R=р*I/S, unde р este rezistivitatea, I este lungimea liniei, S este aria secțiunii transversale a firului.

Pentru a calcula pierderile de tensiune de-a lungul lungimii cablului, trebuie să înlocuiți valorile obținute în formulă și să efectuați calcule. Aceste calcule se pot face la instalarea rețelelor electrice sau a sistemelor de securitate și supraveghere video.

Dacă nu se fac calcule de pierdere de putere, aceasta poate duce la o scădere a tensiunii de alimentare a consumatorilor. Ca urmare, cablul se va supraîncălzi, poate deveni foarte fierbinte și, ca urmare, izolația va fi deteriorată.

Care poate cauza șoc electric sau scurtcircuit oamenilor. O scădere a tensiunii de linie poate duce la defectarea echipamentelor electronice.

Prin urmare, la proiectarea cablajului electric, este important să se calculeze pierderea de tensiune în firele de alimentare și cablul așezat.

Metode de reducere a pierderilor

Pierderile de putere pot fi reduse prin următoarele metode:

Măriți secțiunea transversală a conductorilor. Ca urmare, rezistența va scădea și pierderile vor scădea;
Consum redus de energie. Această setare nu poate fi schimbată întotdeauna;
Modificarea lungimii cablului.

Reducerea puterii și schimbarea lungimii liniei este practic imposibilă. Prin urmare, dacă creșteți secțiunea transversală a firului fără calcul, atunci pe o linie lungă acest lucru va duce la costuri nejustificate.

Aceasta înseamnă că este foarte important să faceți un calcul care vă va permite să calculați corect pierderile de putere în cablu și să selectați secțiunea transversală optimă a miezurilor.

La proiectarea cablajului electric, este necesar să se facă calcule precise ale pierderii de tensiune în cablu. Acest lucru împiedică suprafața firelor să devină prea fierbinte în timpul funcționării. Datorită acestor măsuri, este posibilă evitarea scurtcircuitelor și a defecțiunii premature a aparatelor de uz casnic.

În plus, formula vă permite să selectați corect diametrul secțiunii transversale a firului, care este potrivit pentru diferite tipuri de lucrări de instalare electrică. O alegere greșită poate provoca o defecțiune a întregului sistem. Calculul online ajută la ușurarea sarcinii.

Cum se calculează pierderea de tensiune?

Calculatorul online vă permite să calculați corect parametrii necesari, ceea ce va reduce și mai mult apariția diferitelor tipuri de probleme. Pentru a calcula în mod independent pierderea de tensiune electrică, utilizați următoarea formulă:

U =(P*ro+Q*xo)*L/U nom:

P este puterea activă. Se măsoară în W;
Q – putere reactivă. Unitatea de măsură var;
ro – acționează ca rezistență activă (Ohm);
xo – reactanța (m);
U nom este tensiunea nominală (V). Este indicat în fișa tehnică a aparatului.

Conform regulilor de proiectare a instalațiilor electrice (PUE), norma acceptabilă pentru posibilele abateri de tensiune este considerată a fi:

în circuitele de putere nu poate fi mai mare de +/- 6%;
în spațiul de locuit și dincolo de până la +/- 5%;
la întreprinderile producătoare de la +/- 5% la -2%.

Pierderile de tensiune electrică de la instalația transformatorului către spațiul de locuit nu trebuie să depășească +/- 10%.

În timpul procesului de proiectare, se recomandă uniformizarea sarcinii pe linia trifazată. Norma admisă este de 0,5 kV. În timpul lucrărilor de instalare, motoarele electrice trebuie conectate la conductori liniari. Linia de iluminare va fi între fază și neutru. Ca urmare, sarcina este distribuită corect între conductori.

Când se calculează pierderea de tensiune într-un cablu, se iau ca bază valorile date de curent sau putere. Pe o linie electrică extinsă, se ia în considerare reactanța inductivă.

Cum reducem pierderile?

Una dintre modalitățile de a reduce pierderea de tensiune într-un conductor este de a crește secțiunea transversală a acestuia. În plus, se recomandă reducerea lungimii și a distanței față de destinație. În unele cazuri, aceste metode nu pot fi întotdeauna utilizate din motive tehnice.În majoritatea cazurilor, reducerea rezistenței permite normalizarea funcționării liniei.

Principalul dezavantaj al unei secțiuni transversale mari a cablului este costurile semnificative ale materialelor în timpul utilizării. De aceea, calculul și selectarea corectă a diametrului necesar vă permite să scăpați de această problemă. Calculatorul online este utilizat pentru proiecte cu linii de înaltă tensiune. Aici programul ajută la calcularea corectă a parametrilor exacti pentru circuitul electric.

Principalele cauze ale pierderii de tensiune

Pierderi mari de tensiune electrică apar din cauza disipării excesive a energiei. Ca urmare, suprafața cablului devine foarte fierbinte, provocând astfel deformarea stratului izolator. Acest fenomen este comun pe liniile de înaltă tensiune unde apar sarcini mari.