Domov Domáci nástroj

Kalkulačka na výpočet strát napätia v elektrickom kábli. Vlastnosti výpočtu straty napätia v hlavnom vedení Vzorec pre výpočet straty napätia v kábli

Ako správne a presne vypočítať prierez kábla na základe straty napätia? Veľmi často sa pri navrhovaní napájacích sietí vyžaduje kompetentný výpočet strát káblov. Presný výsledok je dôležitý pre výber materiálu s požadovanou plochou prierezu jadra. Ak je kábel zvolený nesprávne, spôsobí to niekoľkonásobné náklady na materiál, pretože systém rýchlo zlyhá a prestane fungovať. Vďaka pomocným stránkam, kde je pripravený program na výpočet prierezu kábla a strát na ňom, to možno urobiť jednoducho a rýchlo.

Ako používať online kalkulačku?

Do hotovej tabuľky je potrebné zadať údaje podľa zvoleného materiálu kábla, výkonu záťaže systému, sieťového napätia, teploty kábla a spôsobu jeho uloženia. Potom kliknite na tlačidlo „vypočítať“ a získajte hotový výsledok.
Tento výpočet strát napätia vo vedení je možné bezpečne použiť v práci, ak neberiete do úvahy odpor káblového vedenia za určitých podmienok:

Pri zadávaní účinníka sa kosínus fí rovná jednej.
DC sieťové linky.
Striedavá sieť s frekvenciou 50 Hz z vodičov s prierezmi do 25,0–95,0.

Získané výsledky sa musia použiť podľa každého jednotlivého prípadu, berúc do úvahy všetky chyby káblových a drôtených výrobkov.

Nezabudnite vyplniť všetky hodnoty!

Výpočet straty výkonu v kábli pomocou školského vzorca

Potrebné údaje môžete získať nasledovne s použitím nasledujúcej kombinácie indikátorov na výpočty: ΔU=I·RL (strata napätia vo vedení = spotreba prúdu * odpor kábla).

Prečo potrebujete vypočítať stratu napätia v kábli?

Nadmerný rozptyl energie v kábli môže viesť k výrazným stratám výkonu, nadmernému zahrievaniu kábla a poškodeniu izolácie. To je nebezpečné pre životy ľudí a zvierat. Pri značnej dĺžke vedenia to ovplyvní náklady na svetlo, čo nepriaznivo ovplyvní aj finančnú situáciu majiteľa priestorov.

Navyše nekontrolované straty napätia v kábli môžu spôsobiť poruchu mnohých elektrických spotrebičov, ako aj ich úplné zničenie. Obyvatelia veľmi často používajú menšie káblové úseky, ako je potrebné (aby ušetrili peniaze), čo čoskoro spôsobí skrat. A budúce náklady na výmenu alebo opravu elektrického vedenia nepokryjú peňaženky „šetrných“ používateľov. Preto je také dôležité zvoliť správny prierez káblov pre kladené vodiče. Akákoľvek elektroinštalácia v obytnej budove by sa mala začať až po dôkladnom výpočte strát káblov. Je dôležité mať na pamäti, že elektrina nedáva druhú šancu, a preto treba všetko od začiatku robiť správne a efektívne.

Spôsoby, ako znížiť straty energie v kábloch

Straty možno znížiť niekoľkými spôsobmi:

zväčšenie prierezu kábla;
skrátenie dĺžky materiálu;
zníženie zaťaženia.

Posledné dva body sú často ťažšie, a preto to musíte urobiť zväčšením prierezu jadra elektrického kábla. To pomôže znížiť odpor. Táto možnosť má niekoľko nákladných aspektov. Po prvé, náklady na použitie takéhoto materiálu pre viackilometrové systémy sú veľmi významné, a preto je potrebné zvoliť kábel so správnym prierezom, aby sa znížil prah straty energie v kábli.

Online výpočet strát napätia vám to umožňuje za pár sekúnd, berúc do úvahy všetky ďalšie charakteristiky. Pre tých, ktorí si chcú výsledok skontrolovať ručne, existuje fyzikálny a matematický vzorec na výpočet strát napätia v kábli. Samozrejme, sú to výborní pomocníci pre každého projektanta elektrickej siete.

Tabuľka na výpočet prierezu drôtu podľa výkonu

Prierez kábla, mm 2

Otvorené vedenie

Tesnenie v kanáloch

hliník

výkon, kWt

Video o správnom výbere prierezu drôtu a typických chybách

Elektrické vedenia prepravujú prúd z rozvádzača ku konečnému spotrebiteľovi pozdĺž vodičov s prúdom rôznych dĺžok. Napätie nebude rovnaké na vstupných a výstupných bodoch v dôsledku strát vyplývajúcich z veľkej dĺžky vodiča.

Pokles napätia pozdĺž dĺžky kábla dochádza v dôsledku prechodu vysokého prúdu, čo spôsobuje zvýšenie odporu vodiča.

Na vedeniach značnej dĺžky budú straty vyššie ako pri prechode prúdu cez krátke vodiče rovnakého prierezu. Aby sa zabezpečilo, že požadované napätie bude privedené do konečného objektu, je potrebné vypočítať inštaláciu vedení s prihliadnutím na straty v kábli s prúdom, počnúc dĺžkou vodiča.

Dôsledok podpätia

Podľa regulačných dokumentov by straty na vedení od transformátora po energeticky najodľahlejšiu oblasť pre obytné a verejné zariadenia nemali byť vyššie ako deväť percent.

Straty 5% sú povolené pre hlavný vstup a 4% - od vstupu pre konečného spotrebiteľa. Pre trojfázové, troj- alebo štvorvodičové systémy by malo byť menovité napätie 400 V ± 10 % za normálnych prevádzkových podmienok.

Odchýlka parametra od normalizovanej hodnoty môže mať nasledujúce dôsledky:

Nesprávna prevádzka prchavých inštalácií, zariadení, osvetľovacích zariadení.
Zlyhanie prevádzky elektrických spotrebičov pri znížení vstupného napätia, porucha zariadenia.
Znížené zrýchlenie krútiaceho momentu elektromotorov pri štartovacom prúde, zohľadnenie straty energie, vypínanie motorov pri prehriatí.
Nerovnomerné rozloženie prúdového zaťaženia medzi spotrebiteľmi na začiatku vedenia a na vzdialenom konci dlhého drôtu.
Osvetľovacie zariadenia pracujú s polovičným ohrevom, čo má za následok nedostatočné využitie prúdu v sieti a stratu elektriny.

V prevádzkovom režime najprijateľnejší indikátor strata napätia v kábli považuje sa za 5 %. Toto je optimálna vypočítaná hodnota, ktorú možno akceptovať ako prijateľnú pre energetické siete, pretože v energetickom priemysle sa prúdy obrovského výkonu prepravujú na veľké vzdialenosti.

Na vlastnosti elektrických vedení sú kladené zvýšené nároky. Je dôležité venovať osobitnú pozornosť stratám napätia nielen na hlavných sieťach, ale aj na vedľajších vedeniach.

Príčiny poklesu napätia

Každý elektromechanik vie, že kábel sa skladá z vodičov – v praxi sa používajú vodiče s medenými alebo hliníkovými jadrami obalenými izolačným materiálom. Drôt je umiestnený v utesnenom polymérovom obale - dielektrickom puzdre.

Keďže kovové vodiče sú umiestnené príliš tesne v kábli a sú dodatočne stlačené vrstvami izolácie, keď je elektrické vedenie dlhé, kovové jadrá začnú pracovať na princípe kondenzátora a vytvárajú náboj s kapacitným odporom.

Pokles napätia nastáva podľa nasledujúcej schémy:

Vodič prenášajúci prúd sa prehrieva a vytvára kapacitu ako súčasť reaktancie.
Pod vplyvom transformácií vyskytujúcich sa na vinutiach transformátorov, reaktorov a iných prvkov obvodu sa výkon elektriny stáva indukčným.
V dôsledku toho sa odporový odpor kovových jadier premení na aktívny odpor každej fázy elektrického obvodu.
Kábel je pripojený k prúdovej záťaži s celkovým (komplexným) odporom pozdĺž každého prúdového jadra.
Pri prevádzke kábla v trojfázovom obvode budú tri prúdové vedenia v troch fázach symetrické a neutrálne jadro prechádza prúdom blízkym nule.
Zložitý odpor vodičov vedie k strata napätia v kábli keď prúd prechádza s vektorovou odchýlkou v dôsledku reaktívnej zložky.

Graficky môže byť diagram poklesu napätia znázornený nasledovne: z jedného bodu vychádza priama vodorovná čiara - prúdový vektor. Z toho istého bodu vychádzajú vektor vstupného napätia U1 a vektor výstupného napätia U2 pod uhlom k prúdu pod menším uhlom. Potom sa pokles napätia pozdĺž vedenia rovná geometrickému rozdielu medzi vektormi U1 a U2.

Obrázok 1. Grafické znázornenie poklesu napätia

Na znázornenom obrázku predstavuje pravý trojuholník ABC pokles a stratu napätia pozdĺž dlhého káblového vedenia. Segment AB je prepona pravouhlého trojuholníka a zároveň pokles, nohy AC a BC ukazujú pokles napätia s prihliadnutím na činnú a reaktanciu a segment AD demonštruje množstvo strát.

Je dosť ťažké robiť takéto výpočty ručne. Graf slúži na vizuálne znázornenie procesov vyskytujúcich sa v diaľkovom elektrickom obvode pri prechode prúdu danej záťaže.

Výpočet pomocou vzorca

V praxi sa pri inštalácii elektrického vedenia kmeňového typu a rozvodu káblov ku koncovému spotrebiteľovi s ďalším rozvodom na mieste používa medený alebo hliníkový kábel.

Odpor pre vodiče je konštantný, pre medené p = 0,0175 Ohm*mm2/m, pre hliníkové vodiče p = 0,028 Ohm*mm2/m.

Keď poznáme odpor a silu prúdu, je ľahké vypočítať napätie pomocou vzorca U = RI a vzorca R = p*l/S, kde sa používajú nasledujúce hodnoty:

Odpor drôtu - str.
Dĺžka kábla s prúdom je l.
Prierez vodiča - S.
Zaťažovací prúd v ampéroch - I.
Odpor vodiča - R.
Napätie v elektrickom obvode je U.

Pomocou jednoduchých vzorcov na jednoduchom príklade: plánuje sa inštalácia niekoľkých zásuviek v samostatnej prístavbe súkromného domu. Na inštaláciu bol vybraný medený vodič s prierezom 1,5 metra štvorcového. mm, aj keď pre hliníkový kábel sa podstata výpočtov nemení.

Keďže prúd prechádza drôtmi tam a späť, musíte počítať s tým, že vzdialenosť dĺžky kábla sa bude musieť zdvojnásobiť. Ak predpokladáme, že zásuvky budú inštalované štyridsať metrov od domu a maximálny výkon zariadení je 4 kW s prúdom 16 A, potom pomocou vzorca je ľahké vypočítať straty napätia:

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

Ak porovnáme získanú hodnotu s nominálnou hodnotou pre jednofázové vedenie 220 V 50 Hz, ukáže sa, že strata napätia bola: 220-14,93 = 205,07 V.

Takéto straty 14,93 V sú prakticky 6,8 % vstupného (nominálneho) napätia v sieti. Hodnota, ktorá je neprijateľná pre výkonovú skupinu zásuviek a svietidiel, straty budú viditeľné: zásuvky budú prechádzať prúdom pri menšom ako plnom výkone a svietidlá budú pracovať s menším teplom.

Výkon na ohrev vodiča bude P = UI = 14,93*16 = 238,9 W. Toto je percento strát teoreticky bez zohľadnenia poklesu napätia v miestach pripojenia vodičov a kontaktov skupiny zásuviek.

Vykonávanie zložitých výpočtov

Pre podrobnejší a spoľahlivejší výpočet strát napätia na vedení je potrebné vziať do úvahy jalový a aktívny odpor, ktorý spolu tvorí komplexný odpor, a výkon.

Na vykonávanie výpočtov pokles napätia kábla použite vzorec:

∆U = (P*r0+Q*x0)*L/ U men

Tento vzorec obsahuje nasledujúce hodnoty:

P, Q - aktívny, jalový výkon.
r0, x0 - aktívny, reaktancia.
U nom - menovité napätie.

Na zabezpečenie optimálneho zaťaženia trojfázových prenosových vedení je potrebné ich rovnomerne zaťažiť. Na tento účel je vhodné pripojiť výkonové elektromotory k lineárnym vodičom a napájanie osvetľovacích zariadení - medzi fázami a neutrálnym vedením.

Existujú tri možnosti pripojenia záťaže:

od elektrického panelu po koniec vedenia;
z elektrického panelu s rovnomerným rozložením pozdĺž dĺžky kábla;
z elektrického panelu na dve kombinované linky s rovnomerným rozložením zaťaženia.

Príklad výpočtu strát napätia: celková spotreba energie všetkých prchavých inštalácií v dome alebo byte je 3,5 kW - priemerná hodnota pre malý počet výkonných elektrických spotrebičov. Ak sú všetky záťaže aktívne (všetky zariadenia sú pripojené k sieti), cosφ = 1 (uhol medzi vektorom prúdu a vektorom napätia). Pomocou vzorca I = P/(Ucosφ) získame prúdovú silu I = 3,5*1000/220 = 15,9 A.

Ďalšie výpočty: ak použijete medený kábel s prierezom 1,5 metra štvorcového. mm, rezistivita 0,0175 Ohm*mm2 a dĺžka dvojžilového kábla na vedenie je 30 metrov.

Podľa vzorca je strata napätia:

∆U = I*R/U*100%, kde prúd je 15,9 A, odpor je 2 (dva vodiče)*0,0175*30/1,5 = 0,7 Ohm. Potom ∆U = 15,9*0,7/220*100% = 5,06%.

Získaná hodnota mierne presahuje pokles o päť percent odporúčaný regulačnými dokumentmi. V zásade môžete diagram ponechať pre takéto pripojenie, ale ak sú hlavné hodnoty vzorca ovplyvnené nezapočítaným faktorom, straty prekročia prípustnú hodnotu.

Čo to znamená pre konečného spotrebiteľa? Platba za spotrebovanú elektrinu dodanú do rozvodného panelu na plný výkon pri skutočnej spotrebe elektriny nižšieho napätia.

Pomocou hotových tabuliek

Ako môže domáci majster alebo špecialista zjednodušiť systém výpočtu pri určovaní strát napätia pozdĺž dĺžky kábla? Môžete použiť špeciálne tabuľky uvedené vo vysoko špecializovanej literatúre pre inžinierov elektrických vedení. Tabuľky sú vypočítané na základe dvoch hlavných parametrov - dĺžka kábla 1000 m a prúdová hodnota 1 A.

Ako príklad je uvedená tabuľka s hotovými výpočtami pre jednofázové a trojfázové elektrické napájacie a osvetľovacie obvody z medi a hliníka s rôznymi prierezmi od 1,5 do 70 metrov štvorcových. mm, keď je elektrický motor napájaný.

Tabuľka 1. Stanovenie straty napätia pozdĺž dĺžky kábla

Plocha prierezu, mm2		Jednofázové vedenie			Trojfázové vedenie
		Výživa		Osvetlenie	Výživa		Osvetlenie
		Režim	Štart		Režim	Štart
Meď	hliník	Kosínus fázového uhla = 0,8	Kosínus fázového uhla = 0,35	Kosínus fázového uhla = 1	Kosínus fázového uhla = 0,8	Kosínus fázového uhla = 0,35	Kosínus fázového uhla = 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

Tabuľky sú vhodné na výpočty pri navrhovaní elektrických vedení. Príklad výpočtu: motor pracuje s menovitým prúdom 100 A, ale pri spustení je potrebný prúd 500 A. Počas normálnej prevádzky je cos ȹ 0,8 a pri spustení je hodnota 0,35. Elektrický panel distribuuje prúd 1000 A. Straty napätia sú vypočítané pomocou vzorca ∆U% = 100∆U/U nominálnej hodnoty.

Motor je navrhnutý pre vysoký výkon, preto je racionálne použiť na pripojenie drôt s prierezom 35 metrov štvorcových. mm, pre trojfázový obvod pri normálnej prevádzke motora je strata napätia 1 volt na dĺžke vodiča 1 km. Ak je dĺžka vodiča kratšia (napríklad 50 metrov), prúd je 100 A, potom strata napätia dosiahne:

∆U = 1 V*0,05 km*100A = 5 V

Straty na rozvádzači pri štartovaní motora sú 10 V. Celkový úbytok je 5 + 10 = 15 V, čo ako percento menovitej hodnoty je 100 * 15 * / 400 = 3,75 %. Výsledné číslo nepresahuje prípustnú hodnotu, takže inštalácia takéhoto elektrického vedenia je celkom realistická.

V čase naštartovania motora by mal byť prúd 500 A a počas prevádzkového režimu - 100 A je rozdiel 400 A, o ktorý sa prúd v rozvodnej doske zvyšuje. 1000 + 400 = 1400 A. Tabuľka 1 uvádza, že pri štartovaní motora sa straty na dĺžke kábla 1 km rovnajú 0,52 V, potom

∆U pri štarte = 0,52 * 0,05 * 500 = 13 V

∆U tienenie = 10*1400/100 = 14 V

∆U celkom = 13+14 = 27 V, v percentách ∆U = 27/400*100 = 6,75 % - prípustná hodnota, nepresahuje maximálnu hodnotu 8 %. Pri zohľadnení všetkých parametrov je inštalácia elektrického vedenia prijateľná.

Pomocou servisnej kalkulačky

Výpočty, tabuľky, grafy, schémy - presné nástroje na výpočet úbytku napätia po dĺžke kábla. Prácu si môžete uľahčiť, ak budete výpočty vykonávať pomocou online kalkulačky. Výhody sú zrejmé, ale stojí za to skontrolovať údaje na viacerých zdrojoch a začať od priemernej získanej hodnoty.

Ako to funguje:

Online kalkulačka je určená na rýchle vykonávanie výpočtov na základe počiatočných údajov.
Do kalkulačky je potrebné zadať nasledovné veličiny - prúd (striedavý, jednosmerný), vodič (meď, hliník), dĺžka vedenia, prierez kábla.
Nezabudnite zadať parametre pre počet fáz, výkon, sieťové napätie, účinník, prevádzkovú teplotu linky.
Po zadaní počiatočných údajov program s maximálnou presnosťou určí pokles napätia pozdĺž káblového vedenia.
Ak sú počiatočné hodnoty zadané nesprávne, je možné získať nespoľahlivý výsledok.

Takýto systém môžete použiť na vykonanie predbežných výpočtov, pretože servisné kalkulačky na rôznych zdrojoch nie vždy vykazujú rovnaký výsledok: výsledok závisí od kompetentnej implementácie programu, berúc do úvahy veľa faktorov.

Môžete však vykonať výpočty na troch kalkulačkách, vziať priemernú hodnotu a stavať na nej v štádiu predbežného návrhu.

Ako znížiť straty

Je zrejmé, že čím dlhší je kábel na vedení, tým väčší je odpor vodiča pri prechode prúdu a tým vyššia je strata napätia.

Existuje niekoľko spôsobov, ako znížiť percento strát, ktoré možno použiť samostatne alebo v kombinácii:

Použite kábel s väčším prierezom, vykonajte výpočty vo vzťahu k inému vodiču. Zväčšenie plochy prierezu vodičov s prúdom je možné dosiahnuť paralelným spojením dvoch drôtov. Celková plocha prierezu sa zvýši, zaťaženie sa rozloží rovnomerne a strata napätia bude nižšia.
Znížte pracovnú dĺžku vodiča. Metóda je účinná, ale nie vždy sa dá použiť. Dĺžka kábla môže byť skrátená, ak existuje náhradná dĺžka vodiča. V high-tech podnikoch je celkom realistické zvážiť možnosť opätovného položenia kábla, ak sú náklady na proces náročný na prácu oveľa nižšie ako náklady na inštaláciu novej linky s veľkým prierezom jadier.
Znížte prúd prenášaný cez dlhé káble. Za týmto účelom môžete odpojiť niekoľko spotrebiteľov od linky a pripojiť ich cez obtokový obvod. Táto metóda je použiteľná na dobre rozvetvených sieťach so záložnými diaľnicami. Čím nižší je výkon prenášaný káblom, tým menej sa vodič zahrieva, znižuje sa odpor a strata napätia.

Pozor! Pri prevádzke kábla pri zvýšených teplotách sa vodič zahrieva a úbytok napätia sa zvyšuje. Straty je možné znížiť použitím dodatočnej tepelnej izolácie alebo položením kábla po inej trase, kde je teplota výrazne nižšia.

Výpočet strát napätia je jednou z hlavných úloh energetického priemyslu. Ak sú pre koncového spotrebiteľa pokles napätia na vedení a straty energie takmer nepostrehnuteľné, potom pre veľké podniky a organizácie zapojené do dodávania elektriny do zariadení sú pôsobivé. Pokles napätia je možné znížiť, ak sú všetky výpočty vykonané správne.

Doma často využívame prenosné predlžovačky - zásuvky na dočasné ( zvyčajne zostávajú natrvalo) zapnutie domácich spotrebičov: elektrický ohrievač, klimatizácia, žehlička s vysokou spotrebou prúdu.
Kábel pre túto predlžovačku sa zvyčajne vyberá podľa princípu toho, čo vám príde pod ruku, a to nie vždy zodpovedá požadovaným elektrickým parametrom.

V závislosti od priemeru (alebo prierezu vodiča v mm2) má vodič určitý elektrický odpor pre prechod elektrického prúdu.

Čím väčší je prierez vodiča, tým nižší je jeho elektrický odpor, tým nižší je pokles napätia na ňom. V dôsledku toho dochádza k menšej strate energie v drôte v dôsledku jeho zahrievania.

Urobme porovnávaciu analýzu straty výkonu na ohrev v drôte v závislosti od jeho priečneho prierezu oddielov. Zoberme si najbežnejšie káble v každodennom živote s prierezom: 0,75; 1,5; 2,5 mm. pre dva predlžovacie káble s dĺžkou kábla: L = 5 m a L = 10 m.

Vezmime si ako príklad záťaž vo forme štandardného elektrického ohrievača s elektrickými parametrami:
- napájacie napätieU = 220 obj T ;
- výkon elektrického ohrievača P = 2,2 kW = 2200 W ;
— spotreba prúdu I = P/U = 2200 W / 220 V = 10 A.

Z referenčnej literatúry vezmime údaje o odpore pre 1 meter drôtu rôznych prierezov.

Uvádza sa tabuľka odporov 1 metra drôtu z medi a hliníka.

Vypočítajme stratu energie vynaloženej na vykurovanie pre prierez drôtu S = 0,75 mm.sq. Drôt je vyrobený z medi.

Odolnosť drôtu 1 meter (z tabuľky) R1 = 0,023 Ohm.
Dĺžka kábla L = 5 metrov.
Dĺžka drôtu v kábli (spiatočná cesta)2 L = 2 · 5 = 10 metrov.
Elektrický odpor drôtu v kábli R = 2 · L · R1 = 2 · 5 · 0,023 = 0,23 Ohm.

Pokles napätia v kábli pri prechode prúdu I = 10 A bude: U = I R = 10 A 0,23 Ohm = 2,3 V.
Strata energie v dôsledku zahrievania v samotnom kábli bude: P = U I = 2,3 V 10 A = 23 W.

Ak je dĺžka kábla L = 10 m. (rovnaký prierez S = 0,75 mm2), strata výkonu v kábli bude 46 W. To sú približne 2 % energie spotrebovanej elektrickým ohrievačom zo siete.

Pre káble s hliníkovými vodičmi rovnakého prierezu S = 0,75 mm.sq.. hodnoty sa zvyšujú a dosahujú až L = 5 m-34,5 W. Pre L = 10 m - 69 W.

Všetky výpočtové údaje pre káble s prierezom 0,75; 1,5; 2,5 mm. pre dĺžku kábla L = 5 a L = 10 metre sú uvedené v tabuľke.
Kde: S – prierez vodiča v mm2;
R 1– odpor 1 metra drôtu v Ohmoch;
R - odpor kábla v Ohmoch;
U – pokles napätia v kábli vo voltoch;
P – strata výkonu v kábli vo wattoch alebo v percentách.

Aké závery by sa mali vyvodiť z týchto výpočtov?

— Pri rovnakom priereze má medený kábel väčšiu bezpečnostnú rezervu a menšie straty elektrickej energie v dôsledku zahrievania drôtu P.
— So zväčšujúcou sa dĺžkou kábla sa zvyšujú straty P. Na kompenzáciu strát je potrebné zväčšiť prierez káblových vodičov S.
— Odporúča sa zvoliť kábel s gumeným plášťom a žily kábla by mali byť viacžilové.

Pre predlžovačku je vhodné použiť Euro zásuvku a Euro zástrčku. Kolíky Euro zástrčky majú priemer 5 mm. Jednoduchá elektrická zástrčka má priemer kolíka 4 mm. Euro zástrčky sú navrhnuté tak, aby prenášali viac prúdu ako obyčajná zásuvka a zástrčka. Čím väčší je priemer kolíkov zástrčky, tým väčšia je kontaktná plocha na križovatke zástrčky a zásuvky,teda nižší prechodový odpor. To prispieva k menšiemu zahrievaniu na križovatke zástrčky a zásuvky.

Na zabezpečenie dodávky napätia z distribučného zariadenia ku koncovému spotrebiteľovi sa používajú elektrické vedenia. Môžu byť nad hlavou alebo káblové a majú značnú dĺžku.

Rovnako ako všetky vodiče majú odpor, ktorý závisí od dĺžky a čím sú dlhšie, tým väčšia je strata napätia.

A čím je vedenie dlhšie, tým väčšia bude strata napätia. Tie. Napätie na vstupe a na konci vedenia bude odlišné.

Aby zariadenie fungovalo bez porúch, tieto straty sa normalizujú. Ich celková hodnota by nemala presiahnuť 9 %.

Maximálny pokles napätia na vstupe je päť percent a pre najvzdialenejšieho spotrebiteľa nie viac ako štyri percentá. V trojfázovej sieti s troj alebo štvorvodičovou sieťou by toto číslo nemalo presiahnuť 10 %.

Ak tieto ukazovatele nie sú splnené, koncoví používatelia nebudú môcť poskytnúť nominálne parametre. Keď sa napätie zníži, objavia sa nasledujúce príznaky:

Osvetľovacie zariadenia, ktoré používajú žiarovky, začínajú pracovať (žiaria) pri polovičnej žiarovke;
Keď sú elektromotory zapnuté, štartovacia sila na hriadeli klesá. V dôsledku toho sa motor neotáča a v dôsledku toho sa vinutia prehrievajú a zlyhajú;
Niektoré elektrické spotrebiče sa nezapínajú. Nie je dostatočné napätie a iné zariadenia môžu po zapnutí zlyhať;
Inštalácie citlivé na vstupné napätie sú nestabilné a svetelné zdroje, ktoré nemajú žiarovku, sa tiež nemusia zapnúť.

Elektrina sa prenáša cez nadzemné alebo káblové siete. Horné sú vyrobené z hliníka, zatiaľ čo káblové môžu byť hliníkové alebo medené.

Okrem aktívneho odporu obsahujú káble kapacitnú reaktanciu. Preto strata výkonu závisí od dĺžky kábla.

Dôvody vedúce k zníženiu napätia

Straty napätia v elektrických vedeniach sa vyskytujú z nasledujúcich dôvodov:

Cez drôt prechádza prúd, ktorý ho ohrieva, v dôsledku čoho sa zvyšuje aktívny a kapacitný odpor;
Trojfázový kábel so symetrickým zaťažením má rovnaké hodnoty napätia na jadrách a prúd neutrálneho vodiča bude mať tendenciu k nule. To platí, ak je zaťaženie konštantné a čisto aktívne, čo je v reálnych podmienkach nemožné;
V sieťach je okrem aktívneho zaťaženia aj reaktívna záťaž vo forme vinutí transformátora, reaktorov atď. a v dôsledku toho sa v nich objavuje indukčná sila;
V dôsledku toho bude odpor pozostávať z aktívneho, kapacitného a indukčného. Ovplyvňuje straty napätia v sieti.

Prúdové straty závisia od dĺžky kábla. Čím je dlhší, tým väčší je odpor, čo znamená, že straty sú väčšie. Z toho vyplýva, že straty výkonu v kábli závisia od dĺžky alebo dĺžky vedenia.

Výpočet hodnoty straty

Na zabezpečenie prevádzkyschopnosti zariadenia je potrebné vykonať výpočet. Vykonáva sa v čase návrhu. Súčasná úroveň rozvoja výpočtovej techniky umožňuje vykonávať výpočty pomocou online kalkulačky, ktorá vám umožňuje rýchlo vypočítať straty napájania káblov.

Pre výpočet stačí zadať požadované údaje. Nastavte parametre prúdu - priame alebo striedavé. Materiál elektrického vedenia je hliník alebo meď. Uveďte, podľa akých parametrov sa počíta strata výkonu - podľa prierezu alebo priemeru drôtu, zaťažovacieho prúdu alebo odporu.

Okrem toho uveďte sieťové napätie a teplotu kábla (v závislosti od prevádzkových podmienok a spôsobu inštalácie). Tieto hodnoty sa vložia do výpočtovej tabuľky a vypočítajú sa pomocou elektronickej kalkulačky.

Môžete urobiť výpočet na základe matematických vzorcov. Pre správne pochopenie a vyhodnotenie procesov prebiehajúcich pri prenose elektrickej energie sa používa vektorová forma reprezentácie charakteristík.

A aby sa minimalizovali výpočty, trojfázová sieť je reprezentovaná ako tri jednofázové siete. Sieťový odpor je reprezentovaný ako sériové spojenie aktívneho a reaktívneho odporu s odporom záťaže.

V tomto prípade je vzorec na výpočet straty výkonu v kábli výrazne zjednodušený. Na získanie potrebných parametrov použite vzorec.

Tento vzorec ukazuje stratu výkonu kábla ako funkciu prúdu a odporu rozloženého po dĺžke kábla.

Tento vzorec však platí, ak poznáte aktuálnu silu a odolnosť. Odpor možno vypočítať pomocou vzorca. Pre meď sa bude rovnať p=0,0175 Ohm*mm2/m a pre hliník p=0,028 Ohm*mm2/m.

Keď poznáte hodnotu odporu, vypočítajte odpor, ktorý bude určený vzorcom

R=р*I/S, kde р je rezistivita, I je dĺžka vedenia, S je plocha prierezu drôtu.

Ak chcete vypočítať straty napätia pozdĺž dĺžky kábla, musíte získané hodnoty nahradiť do vzorca a vykonať výpočty. Tieto výpočty je možné vykonať pri inštalácii elektrických sietí alebo bezpečnostných systémov a video dohľadu.

Ak sa nevykonajú výpočty straty výkonu, môže to viesť k zníženiu napájacieho napätia pre spotrebiteľov. V dôsledku toho sa kábel prehreje, môže sa veľmi zahriať a v dôsledku toho sa poškodí izolácia.

Čo môže ľuďom spôsobiť úraz elektrickým prúdom alebo skrat. Zníženie sieťového napätia môže viesť k poruche elektronického zariadenia.

Preto je pri navrhovaní elektrického vedenia dôležité vypočítať stratu napätia v napájacích vodičoch a položenom kábli.

Metódy znižovania strát

Straty energie možno znížiť nasledujúcimi spôsobmi:

Zväčšite prierez vodičov. V dôsledku toho sa odpor zníži a straty sa znížia;
Znížená spotreba energie. Toto nastavenie nie je možné vždy zmeniť;
Zmena dĺžky kábla.

Zníženie výkonu a zmena dĺžky vedenia je prakticky nemožná. Preto, ak zväčšíte prierez drôtu bez výpočtu, potom na dlhej línii to povedie k neoprávneným nákladom.

To znamená, že je veľmi dôležité vykonať výpočet, ktorý vám umožní správne vypočítať výkonové straty v kábli a vybrať optimálny prierez žíl.

Pri navrhovaní elektrického vedenia je potrebné vykonať presné výpočty straty napätia v kábli. Tým sa zabráni prílišnému zahriatiu povrchu vodičov počas prevádzky. Vďaka týmto opatreniam je možné vyhnúť sa skratom a predčasným poruchám domácich spotrebičov.

Okrem toho vám vzorec umožňuje správne vybrať priemer prierezu drôtu, ktorý je vhodný pre rôzne typy elektroinštalačných prác. Nesprávny výber môže spôsobiť poruchu celého systému. Online výpočet pomáha uľahčiť úlohu.

Ako vypočítať stratu napätia?

Online kalkulačka vám umožňuje správne vypočítať potrebné parametre, čo ďalej zníži výskyt rôznych druhov problémov. Na nezávislý výpočet straty elektrického napätia použite nasledujúci vzorec:

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

P je aktívny výkon. Meria sa vo W;
Q – jalový výkon. Jednotka merania var;
ro – pôsobí ako aktívny odpor (Ohm);
xo – reaktancia (m);
U nom je menovité napätie (V). Je to uvedené v technickom liste zariadenia.

Podľa pravidiel pre projektovanie elektrických inštalácií (PUE) sa prijateľná norma pre možné odchýlky napätia považuje za:

v silových obvodoch nemôže byť vyššia ako +/- 6 %;
v obytnom priestore a mimo neho do +/- 5 %;
vo výrobných podnikoch od +/- 5 % do -2 %.

Straty elektrického napätia z inštalácie transformátora do obytného priestoru by nemali presiahnuť +/- 10%.

Počas procesu návrhu sa odporúča, aby bolo zaťaženie na trojfázovom vedení rovnomerné. Prípustná norma je 0,5 kV. Počas inštalačných prác musia byť elektromotory pripojené k lineárnym vodičom. Svetelná čiara bude medzi fázou a neutrálom. V dôsledku toho je zaťaženie správne rozdelené medzi vodiče.

Pri výpočte straty napätia v kábli sa za základ berú dané hodnoty prúdu alebo výkonu. Na predĺženom elektrickom vedení sa berie do úvahy indukčná reaktancia.

Ako znížiť straty?

Jedným zo spôsobov, ako znížiť stratu napätia vo vodiči, je zväčšenie jeho prierezu. Okrem toho sa odporúča znížiť jeho dĺžku a vzdialenosť od cieľa. V niektorých prípadoch tieto metódy nemožno vždy použiť z technických dôvodov.Vo väčšine prípadov zníženie odporu umožňuje normalizáciu prevádzky linky.

Hlavnou nevýhodou veľkej plochy prierezu kábla sú značné náklady na materiál počas používania. Preto správny výpočet a výber požadovaného priemeru vám umožňuje zbaviť sa tohto problému. Online kalkulačka sa používa pre projekty s vedením vysokého napätia. Tu program pomáha správne vypočítať presné parametre pre elektrický obvod.

Hlavné príčiny straty napätia

Veľké straty elektrického napätia vznikajú v dôsledku nadmerného rozptylu energie. V dôsledku toho sa povrch kábla veľmi zahrieva, čo spôsobuje deformáciu izolačnej vrstvy. Tento jav je bežný na vysokonapäťových vedeniach, kde sa vyskytujú veľké záťaže.