Ev Ev yapımı enstrüman

Bir elektrik kablosundaki voltaj kayıplarını hesaplamak için hesap makinesi. Ana hattaki voltaj kaybını hesaplamanın özellikleri Bir kablodaki voltaj kaybını hesaplamak için formül

Gerilim kaybına bağlı olarak kablo kesitini doğru ve doğru bir şekilde nasıl hesaplayabilirim? Çoğu zaman, güç kaynağı ağlarını tasarlarken kablo kayıplarının yetkin bir şekilde hesaplanması gerekir. Çekirdeğin gerekli kesit alanına sahip bir malzeme seçmek için doğru bir sonuç önemlidir. Kablonun yanlış seçilmesi halinde, bu durum birden fazla malzeme maliyetine yol açacaktır çünkü sistem hızla arızalanıp çalışmayı durduracaktır. Kablo kesiti ve üzerindeki kayıpların hesaplanması için hazır programın bulunduğu asistan siteleri sayesinde bu işlem kolay ve hızlı bir şekilde yapılabilmektedir.

Çevrimiçi hesap makinesi nasıl kullanılır?

Bitmiş tabloda seçilen kablo malzemesine, sistem yük gücüne, ağ voltajına, kablo sıcaklığına ve döşeme yöntemine göre verileri girmeniz gerekir. Daha sonra “hesapla” butonuna tıklayın ve nihai sonucu alın.
Bir hattaki voltaj kayıplarının bu hesaplaması, belirli koşullar altında kablo hattının direncini hesaba katmazsanız, işte güvenle kullanılabilir:

Güç faktörünü belirlerken kosinüs phi bire eşittir.
DC ağ hatları.
50 Hz frekanslı AC ağı, 25,0–95,0'a kadar kesitli iletkenlerden yapılmıştır.

Elde edilen sonuçlar, kablo ve tel ürünlerindeki tüm hatalar dikkate alınarak her bir duruma göre kullanılmalıdır.

Tüm değerleri girdiğinizden emin olun!

Okul formülünü kullanarak bir kablodaki güç kaybının hesaplanması

Hesaplamalar için aşağıdaki gösterge kombinasyonunu kullanarak gerekli verileri aşağıdaki şekilde elde edebilirsiniz: ΔU=I·RL (hattaki gerilim kaybı = akım tüketimi * kablo direnci).

Kablodaki voltaj kaybını neden hesaplamanız gerekiyor?

Bir kabloda aşırı enerji kaybı, önemli güç kayıplarına, kablonun aşırı ısınmasına ve izolasyonun zarar görmesine neden olabilir. Bu, insanların ve hayvanların hayatı için tehlikelidir. Hattın önemli bir uzunluğu ile bu, ışık maliyetini etkileyecek ve aynı zamanda tesis sahibinin mali durumunu da olumsuz yönde etkileyecektir.

Ayrıca kablodaki kontrolsüz voltaj kayıpları birçok elektrikli cihazın arızalanmasına ve tamamen yok olmasına neden olabilir. Çoğu zaman, sakinler ihtiyaç duyulandan daha küçük kablo bölümleri kullanırlar (paradan tasarruf etmek için), bu da kısa sürede kısa devreye neden olur. Ve elektrik kablolarını değiştirmenin veya onarmanın gelecekteki maliyetleri "tutumlu" kullanıcıların cüzdanlarını karşılamıyor. Bu nedenle döşenen teller için doğru kablo kesitini seçmek çok önemlidir. Bir konut binasındaki herhangi bir elektrik tesisatına ancak kablo kayıplarının kapsamlı bir şekilde hesaplanmasından sonra başlanmalıdır. Elektriğin ikinci bir şans vermediğini ve bu nedenle her şeyin en baştan doğru ve verimli yapılması gerektiğini unutmamak önemlidir.

Kablolardaki güç kayıplarını azaltmanın yolları

Kayıplar çeşitli şekillerde azaltılabilir:

kablonun kesit alanının arttırılması;
malzemenin uzunluğunun azaltılması;
yük azaltma.

Çoğu zaman son iki nokta daha zordur ve bu nedenle bunu elektrik kablosu çekirdeğinin kesit alanını artırarak yapmanız gerekir. Bu direncin azaltılmasına yardımcı olacaktır. Bu seçeneğin birkaç maliyetli yönü vardır. Birincisi, bu tür malzemenin çok kilometreli sistemler için kullanılmasının maliyeti çok önemlidir ve bu nedenle, kablodaki güç kaybı eşiğini azaltmak için doğru kesitte bir kablo seçmek gerekir.

Gerilim kayıplarının çevrimiçi hesaplanması, tüm ek özellikleri dikkate alarak bunu birkaç saniye içinde yapmanızı sağlar. Sonucu manuel olarak tekrar kontrol etmek isteyenler için, kablodaki voltaj kayıplarını hesaplamaya yönelik fiziksel ve matematiksel bir formül vardır. Elbette bunlar her elektrik ağı tasarımcısı için mükemmel yardımcılardır.

Güce göre tel kesitini hesaplama tablosu

Kablo kesiti, mm 2

Açık kablolama

Kanallardaki conta

Alüminyum

güç, kWt

Doğru kablo kesiti seçimi ve tipik hatalar hakkında video

Güç hatları, akımı şalt cihazından son tüketiciye, değişen uzunluklardaki akım taşıyan iletkenler boyunca taşır. İletkenin uzunluğunun fazla olmasından kaynaklanan kayıplardan dolayı giriş ve çıkış noktalarında gerilim aynı olmayacaktır.

Kablo uzunluğu boyunca voltaj düşüşü yüksek akımın geçmesi nedeniyle meydana gelir ve iletkenin direncinin artmasına neden olur.

Oldukça uzun hatlarda kayıplar, akımın aynı kesitteki kısa iletkenlerden geçtiği duruma göre daha yüksek olacaktır. Nihai nesneye gerekli voltajın verildiğinden emin olmak için, iletkenin uzunluğundan başlayarak akım taşıyan kablodaki kayıpları dikkate alarak hatların kurulumunun hesaplanması gerekir.

Düşük gerilimin sonucu

Düzenleyici belgelere göre, trafodan konut ve kamu tesisleri için enerji yüklü en uzak alana kadar olan hattaki kayıpların yüzde dokuzdan fazla olmaması gerekiyor.

Ana girdide %5, girdiden son tüketiciye kadar ise %4 oranında kayıplara izin verilmektedir. Üç fazlı, üç veya dört telli sistemler için normal çalışma koşulları altında nominal değer 400 V ± %10 olmalıdır.

Bir parametrenin normalleştirilmiş değerden sapması aşağıdaki sonuçlara yol açabilir:

Uçucu tesislerin, ekipmanların, aydınlatma cihazlarının yanlış çalışması.
Giriş voltajı düştüğünde elektrikli cihazların çalışmaması, ekipman arızası.
Elektrik motorlarının torkunun başlangıç akımında azaltılmış hızlanması, dikkate alınan enerji kaybı, aşırı ısındığında motorların kapatılması.
Akım yükünün hattın başlangıcındaki ve uzun bir kablonun uzak ucundaki tüketiciler arasında eşit olmayan dağılımı.
Aydınlatma cihazlarının yarı sıcaklıkta çalışması, şebekedeki mevcut gücün yetersiz kullanılmasına ve elektrik kaybına neden olur.

Çalışma modunda en kabul edilebilir gösterge kablodaki voltaj kaybı%5 olarak kabul edilir. Enerji endüstrisinde muazzam güç akımları uzun mesafelere taşındığından, bu, enerji nakil hatları için kabul edilebilir olarak kabul edilebilecek en uygun hesaplanmış değerdir.

Enerji hatlarının özelliklerine yönelik artan talepler bulunmaktadır. Sadece ana şebekelerde değil, tali hatlarda da gerilim kayıplarına özellikle dikkat edilmesi önemlidir.

Gerilim düşüşünün nedenleri

Her elektromekanik, bir kablonun iletkenlerden oluştuğunu bilir; pratikte yalıtım malzemesine sarılmış bakır veya alüminyum damarlı iletkenler kullanılır. Tel, yalıtılmış bir polimer kabuk - bir dielektrik mahfaza içine yerleştirilir.

Metal iletkenler kabloya çok sıkı yerleştirildiğinden ve ek olarak yalıtım katmanları tarafından bastırıldığından, güç hattı uzun olduğunda metal damarlar kapasitör prensibine göre çalışmaya başlayarak kapasitif dirençli bir yük oluşturur.

Gerilim düşüşü aşağıdaki şemaya göre gerçekleşir:

Akımı taşıyan iletken aşırı ısınır ve reaktansın bir parçası olarak kapasitans oluşturur.
Transformatörlerin, reaktörlerin ve diğer devre elemanlarının sargılarında meydana gelen dönüşümlerin etkisiyle elektriğin gücü endüktif hale gelir.
Sonuç olarak metal damarların direnç direnci, elektrik devresinin her fazının aktif direncine dönüştürülür.
Kablo, her bir akım taşıyan çekirdek boyunca toplam (karmaşık) dirençli bir akım yüküne bağlanır.
Bir kabloyu üç fazlı bir devrede çalıştırırken, üç fazdaki üç akım hattı simetrik olacak ve nötr çekirdek sıfıra yakın bir akım geçirecektir.
İletkenlerin karmaşık direnci şunlara yol açar: kablodaki voltaj kaybı reaktif bileşen nedeniyle akım vektör sapması ile geçtiğinde.

Grafiksel olarak, gerilim düşümü diyagramı şu şekilde temsil edilebilir: bir noktadan - akım vektöründen - düz bir yatay çizgi çıkar. Aynı noktadan giriş gerilim vektörü U1 ve çıkış gerilim vektörü U2, akıma göre daha küçük bir açıyla çıkar. Daha sonra hat boyunca voltaj düşüşü U1 ve U2 vektörleri arasındaki geometrik farka eşittir.

Şekil 1. Gerilim düşüşünün grafiksel gösterimi

Gösterilen şekilde ABC dik üçgeni, uzun bir kablo hattı boyunca gerilim düşüşünü ve kaybını temsil etmektedir. AB segmenti bir dik üçgenin hipotenüsüdür ve aynı zamanda düşüş, AC ve BC bacakları aktif ve reaktans dikkate alınarak voltaj düşüşünü gösterir ve AD segmenti kayıpların miktarını gösterir.

Bu tür hesaplamaları manuel olarak yapmak oldukça zordur. Grafik, belirli bir yükün akımı geçtiğinde uzun mesafeli bir elektrik devresinde meydana gelen süreçleri görsel olarak temsil etmeye yarar.

Formül kullanarak hesaplama

Uygulamada, ana hat tipi enerji hatları kurulurken ve kabloların son tüketiciye dağıtımı yapılırken, sahada daha fazla dağıtım yapılırken bakır veya alüminyum kablo kullanılır.

İletkenler için direnç sabittir; bakır için p = 0,0175 Ohm*mm2/m, alüminyum iletkenler için p = 0,028 Ohm*mm2/m.

Direnci ve akım gücünü bilerek, aşağıdaki değerlerin kullanıldığı U = RI formülünü ve R = p*l/S formülünü kullanarak voltajı hesaplamak kolaydır:

Tel direnci - s.
Akım taşıyan kablonun uzunluğu l'dir.
İletken kesit alanı - S.
Amper cinsinden yük akımı - I.
İletken direnci - R.
Elektrik devresindeki voltaj U'dur.

Basit bir örnek üzerinde basit formüllerin kullanılması: Özel bir evin müstakil bir uzantısına birkaç priz kurulması planlanmaktadır. Kurulum için 1,5 metrekare kesitli bakır iletken seçildi. mm, alüminyum kablo için hesaplamaların özü değişmiyor.

Akım tellerin arasından ileri geri geçtiğinden, kablo uzunluğunun mesafesinin iki katına çıkarılması gerekeceğini dikkate almanız gerekir. Prizlerin evden kırk metre uzağa kurulacağını ve cihazların maksimum gücünün 16 A akımla 4 kW olduğunu varsayarsak, formülü kullanarak voltaj kayıplarını hesaplamak kolaydır:

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

Elde edilen değeri 220 V 50 Hz tek fazlı bir hat için nominal değerle karşılaştırırsak voltaj kaybının şu olduğu ortaya çıkar: 220-14,93 = 205,07 V.

14,93 V'luk bu tür kayıplar, ağdaki giriş (nominal) voltajının pratik olarak% 6,8'idir. Prizler ve aydınlatma armatürlerinin güç grubu için kabul edilemez bir değer olan bu kayıplar gözle görülür hale gelecektir: Prizler tam güçten daha az akım geçirecek ve aydınlatma armatürleri daha az ısıyla çalışacaktır.

İletkeni ısıtmak için gereken güç P = UI = 14,93*16 = 238,9 W olacaktır. Bu, kabloların bağlantı noktalarındaki ve soket grubunun kontaklarındaki voltaj düşüşünü hesaba katmadan teorideki kayıpların yüzdesidir.

Karmaşık hesaplamalar yapmak

Hattaki gerilim kayıplarının daha ayrıntılı ve güvenilir bir şekilde hesaplanması için, birlikte karmaşık bir direnç oluşturan reaktif ve aktif direncin ve gücün dikkate alınması gerekir.

Hesaplamaları gerçekleştirmek için kablo voltaj düşüşü formülü kullanın:

∆U = (P*r0+Q*x0)*L/ U nom

Bu formül aşağıdaki değerleri içerir:

P, Q - aktif, reaktif güç.
r0, x0 - aktif, reaktans.
U nom - nominal voltaj.

Üç fazlı iletim hatlarında optimum yükü sağlamak için bunların eşit şekilde yüklenmesi gerekir. Bunu yapmak için, güç elektrik motorlarının doğrusal kablolara ve gücün aydınlatma cihazlarına - fazlar ve nötr hat arasında bağlanması tavsiye edilir.

Üç yük bağlantı seçeneği vardır:

elektrik panosundan hat sonuna kadar;
kablo uzunluğu boyunca eşit dağılıma sahip elektrik panelinden;
elektrik panosundan eşit yük dağılımına sahip iki birleşik hatta.

Gerilim kayıplarını hesaplamaya bir örnek: Bir ev veya apartman dairesindeki tüm uçucu tesislerin toplam güç tüketimi 3,5 kW'tır - az sayıda güçlü elektrikli cihaz için ortalama değer. Tüm yükler aktifse (tüm cihazlar ağa bağlıysa), cosφ = 1 (akım vektörü ile gerilim vektörü arasındaki açı). I = P/(Ucosφ) formülünü kullanarak akım gücü I = 3,5*1000/220 = 15,9 A olur.

Diğer hesaplamalar: 1,5 metrekarelik kesitli bir bakır kablo kullanıyorsanız. mm, direnç 0,0175 Ohm*mm2 ve kablolama için iki damarlı kablonun uzunluğu 30 metredir.

Formüle göre voltaj kaybı:

∆U = I*R/U*%100, burada akım 15,9 A, direnç 2 (iki kablo)*0,0175*30/1,5 = 0,7 Ohm'dur. O zaman ∆U = 15,9*0,7/220*100% = %5,06.

Elde edilen değer, düzenleyici belgeler tarafından önerilen yüzde beşlik düşüşün biraz üzerindedir. Prensip olarak böyle bir bağlantı için diyagramı bırakabilirsiniz, ancak formülün ana değerleri hesaplanmayan bir faktörden etkilenirse kayıplar izin verilen değeri aşacaktır.

Bu son tüketici açısından ne anlama geliyor? Daha düşük voltajda elektrik tüketirken tam kapasitede dağıtım panosuna verilen kullanılmış elektriğin ödenmesi.

Hazır tabloların kullanılması

Bir ev ustası veya uzmanı, kablo uzunluğu boyunca voltaj kayıplarını belirlerken hesaplama sistemini nasıl basitleştirebilir? Enerji hattı mühendisleri için oldukça uzmanlaşmış literatürde verilen özel tabloları kullanabilirsiniz. Tablolar iki ana parametreye göre hesaplanır: 1000 m kablo uzunluğu ve 1 A akım değeri.

Örnek olarak 1,5 ila 70 metrekare arasında farklı kesitlere sahip bakır ve alüminyumdan yapılmış tek fazlı ve üç fazlı elektrik güç ve aydınlatma devreleri için hazır hesaplamaların bulunduğu bir tablo sunulmaktadır. mm elektrik motoruna güç verildiğinde.

Tablo 1. Kablo uzunluğu boyunca gerilim kaybının belirlenmesi

Kesit alanı, mm2		Tek fazlı hat			Üç fazlı hat
		Beslenme		Aydınlatma	Beslenme		Aydınlatma
		Mod	Başlangıç		Mod	Başlangıç
Bakır	Alüminyum	Faz açısının kosinüsü = 0,8	Faz açısının kosinüsü = 0,35	Faz açısının kosinüsü = 1	Faz açısının kosinüsü = 0,8	Faz açısının kosinüsü = 0,35	Faz açısının kosinüsü = 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

Tablolar, enerji hatları tasarlanırken hesaplamalar için kullanıma uygundur. Hesaplama örneği: Motor 100 A nominal akımla çalışır, ancak başlatma sırasında 500 A akım gerekir Normal çalışma sırasında cos ù 0,8'dir ve başlatma sırasında değer 0,35'tir. Elektrik panosu 1000 A akım dağıtır. Gerilim kayıpları ∆U% = 100∆U/U nominal formülü kullanılarak hesaplanır.

Motor yüksek güç için tasarlandığından bağlantı için 35 metrekare kesitli bir tel kullanmak mantıklıdır. mm, normal motor çalışmasında üç fazlı bir devre için voltaj kaybı 1 km'lik bir kablo uzunluğu boyunca 1 volttur. Kablo uzunluğu daha kısaysa (örneğin 50 metre), akım 100 A ise voltaj kaybı şuna ulaşacaktır:

∆U = 1 V*0,05 km*100A = 5 V

Motoru çalıştırırken santraldeki kayıplar 10 V'tur. Toplam düşüş 5 + 10 = 15 V olup, nominal değerin yüzdesi olarak 100 * 15 * / 400 =% 3,75'tir. Ortaya çıkan sayı izin verilen değeri aşmadığından böyle bir elektrik hattının kurulumu oldukça gerçekçidir.

Motoru çalıştırırken akım 500 A olmalıdır ve çalışma modu - 100 A sırasında, fark 400 A'dır ve dağıtım panosundaki akım artar. 1000 + 400 = 1400 A. Tablo 1, motoru çalıştırırken 1 km kablo uzunluğu boyunca kayıpların 0,52 V'a eşit olduğunu, ardından

Başlangıçta ∆U = 0,52*0,05*500 = 13 V

∆U ekranlama = 10*1400/100 = 14 V

∆U toplam = 13+14 = 27 V, yüzde olarak ∆U = 27/400*100 = %6,75 - izin verilen değer, %8'lik maksimum değeri aşmaz. Tüm parametreler dikkate alındığında elektrik hattının kurulumu kabul edilebilir.

Servis hesaplayıcısını kullanma

Hesaplamalar, tablolar, grafikler, diyagramlar - kablo uzunluğu boyunca voltaj düşüşünü hesaplamak için hassas araçlar. Hesaplamaları çevrimiçi bir hesap makinesi kullanarak yaparsanız işinizi kolaylaştırabilirsiniz. Avantajları açıktır, ancak çeşitli kaynaklardaki verileri kontrol etmeye ve elde edilen ortalama değerden başlamaya değer.

Nasıl çalışır:

Çevrimiçi hesap makinesi, ilk verilere dayanarak hesaplamaları hızlı bir şekilde gerçekleştirmek için tasarlanmıştır.
Hesap makinesine şu miktarları girmeniz gerekir: akım (alternatif, direkt), iletken (bakır, alüminyum), hat uzunluğu, kablo kesiti.
Faz sayısı, güç, şebeke voltajı, güç faktörü, hat çalışma sıcaklığı gibi parametreleri girdiğinizden emin olun.
İlk verileri girdikten sonra program, kablo hattı boyunca voltaj düşüşünü maksimum doğrulukla belirler.
Başlangıç değerlerinin yanlış girilmesi durumunda güvenilmez bir sonuç elde edilebilir.

Çeşitli kaynaklardaki hizmet hesaplayıcıları her zaman aynı sonucu göstermediğinden, ön hesaplamalar yapmak için böyle bir sistemi kullanabilirsiniz: sonuç, birçok faktörü dikkate alarak programın yetkin bir şekilde uygulanmasına bağlıdır.

Ancak, üç hesap makinesinde hesaplamalar yapabilir, ortalama değeri alabilir ve ön tasarım aşamasında bunun üzerine inşa edebilirsiniz.

Kayıplar nasıl azaltılır

Açıkçası, hattaki kablo ne kadar uzun olursa, iletkenin akım geçtiğinde direnci o kadar büyük olur ve buna bağlı olarak voltaj kaybı da o kadar yüksek olur.

Kayıp yüzdesini azaltmanın bağımsız olarak veya birlikte kullanılabilecek birkaç yolu vardır:

Daha büyük kesitli bir kablo kullanın, hesaplamaları farklı bir iletkene göre yapın. İki telin paralel bağlanmasıyla akım taşıyan iletkenlerin kesit alanında bir artış elde edilebilir. Toplam kesit alanı artacak, yük eşit olarak dağıtılacak ve gerilim kaybı daha az olacaktır.
İletkenin çalışma uzunluğunu azaltın. Yöntem etkilidir, ancak her zaman kullanılamaz. Yedek iletken uzunluğu varsa kablo uzunluğu azaltılabilir. Yüksek teknolojili işletmelerde, emek yoğun sürecin maliyetleri, geniş bir çekirdek kesitine sahip yeni bir hat kurma maliyetlerinden çok daha düşükse, kabloyu yeniden döşeme seçeneğini düşünmek oldukça gerçekçidir.
Uzun kablolar aracılığıyla iletilen akım gücünü azaltın. Bunu yapmak için, birkaç tüketiciyi hattan ayırabilir ve bunları bir bypass devresi aracılığıyla bağlayabilirsiniz. Bu yöntem, yedek otoyollara sahip, iyi dallanmış ağlarda uygulanabilir. Kablodan iletilen güç ne kadar düşük olursa iletken o kadar az ısınır, direnç ve gerilim kaybı azalır.

Dikkat! Kablo yüksek sıcaklıklarda çalıştırıldığında iletken ısınır ve gerilim düşümü artar. Ek ısı yalıtımı kullanılarak veya kablonun sıcaklığın önemli ölçüde daha düşük olduğu başka bir rotaya döşenmesiyle kayıplar azaltılabilir.

Gerilim kayıplarının hesaplanması enerji sektörünün ana görevlerinden biridir. Son tüketici için hattaki voltaj düşüşü ve güç kayıpları neredeyse farkedilemezse, o zaman tesislere elektrik tedarikiyle ilgilenen büyük işletmeler ve kuruluşlar için bunlar etkileyicidir. Tüm hesaplamalar doğru yapılırsa voltaj düşüşü azaltılabilir.

Evde, genellikle geçici olarak taşınabilir uzatma kabloları - prizler kullanırız ( genellikle kalıcı olarak kalır) ev aletlerinin açılması: elektrikli ısıtıcı, klima, yüksek akım tüketimi olan ütü.
Bu uzatma kablosunun kablosu genellikle eldeki prensiplere göre seçilir ve bu her zaman gerekli elektriksel parametrelere karşılık gelmez.

Çapa (veya telin mm2 cinsinden kesitine) bağlı olarak tel, elektrik akımının geçmesi için belirli bir elektrik direncine sahiptir.

İletkenin kesiti ne kadar büyük olursa, elektrik direnci o kadar düşük olur ve üzerindeki voltaj düşüşü de o kadar düşük olur. Buna göre telin ısınmasından dolayı daha az güç kaybı olur.

Enine bağlı olarak teldeki ısıtma için güç kaybının karşılaştırmalı bir analizini yapalım. bölümler. Günlük yaşamda en yaygın kabloları kesitle ele alalım: 0,75; 1.5; 2,5 mm.kare kablo uzunluğunda iki uzatma kablosu için: U = 5 m ve U = 10 m.

Örnek olarak, elektriksel parametrelere sahip standart bir elektrikli ısıtıcı formundaki bir yükü ele alalım:
- besleme gerilimiU = 220 Hacim T ;
- elektrikli ısıtıcı gücü P = 2,2 kW = 2200 W ;
— akım tüketimi I = Güç/U = 2200 W / 220 V = 10 A.

Referans literatürden farklı kesitlerdeki 1 metrelik telin direnç verilerini alalım.

Bakır ve alüminyumdan yapılmış 1 metrelik telin direnç tablosu verilmiştir.

Telin kesiti için ısıtmaya harcanan güç kaybını hesaplayalım S = 0,75 mm.kare. Tel bakırdan yapılmıştır.

1 metre telin direnci (tablodan) R 1 = 0,023 Ohm.
Kablo uzunluğu L=5 metre.
Kablodaki telin uzunluğu (gidiş-dönüş)2 L =2 · 5 = 10 metre.
Bir kablodaki telin elektriksel direnci R = 2 · L · R 1 = 2 · 5 · 0,023 = 0,23 Ohm.

Akım geçtiğinde kabloda voltaj düşüşü ben = 10A irade: U = I R = 10 A 0,23 Ohm = 2,3 V.
Kablonun ısınmasından kaynaklanan güç kaybı şu şekilde olacaktır: P = U ben = 2,3 V 10 A = 23 W.

Kablo uzunluğu ise Uzunluk = 10 m. (aynı kesit S = 0,75 mm2), kablodaki güç kaybı 46 W olacaktır. Bu, elektrikli ısıtıcının şebekeden tükettiği gücün yaklaşık %2'sidir.

Aynı kesite sahip alüminyum iletkenli kablolar için S = 0,75 mm.kare.. okumalar artar ve U = 5 m-34,5 W. U = 10 m - 69 W için.

0,75 kesitli kablolar için tüm hesaplama verileri; 1.5; 2,5 mm.kare kablo uzunluğu için U = 5 ve U = 10 metreler tabloda verilmiştir.
Burada: S – mm2 cinsinden tel kesiti;
R1– Ohm cinsinden 1 metrelik telin direnci;
R - Ohm cinsinden kablo direnci;
U – kablodaki Volt cinsinden voltaj düşüşü;
P – kablodaki watt veya yüzde cinsinden güç kaybı.

Bu hesaplamalardan ne gibi sonuçlar çıkarılmalıdır?

— Aynı kesite sahip bir bakır kablo, daha büyük bir güvenlik marjına sahiptir ve P kablosunun ısınmasından dolayı daha az elektrik gücü kaybına sahiptir.
— Kablo uzunluğu arttıkça kayıplar P artar. Kayıpları telafi etmek için S kablo tellerinin kesitini arttırmak gerekir.
— Kauçuk kılıflı bir kablo seçilmesi tavsiye edilir ve kablo damarları çok damarlı olmalıdır.

Uzatma kablosu için Euro prizi ve Euro fişi kullanılması tavsiye edilir. Euro fişinin pimlerinin çapı 5 mm'dir. Basit bir elektrik fişinin pim çapı 4 mm'dir. Euro fişleri basit bir priz ve fişten daha fazla akım taşıyacak şekilde tasarlanmıştır. Fiş pimlerinin çapı ne kadar büyük olursa, temas alanı da o kadar büyük olur Fiş ve prizin birleştiği yerde,dolayısıyla daha düşük temas direnci. Bu, fiş ve prizin birleşim yerinde daha az ısınmaya katkıda bulunur.

Dağıtım cihazından son tüketiciye voltaj beslemesini sağlamak için enerji hatları kullanılır. Havai veya kablo olabilirler ve önemli bir uzunluğa sahip olabilirler.

Tüm iletkenler gibi uzunluğa bağlı bir dirence sahiptirler ve ne kadar uzun olursa gerilim kaybı da o kadar fazla olur.

Hat ne kadar uzun olursa voltaj kaybı da o kadar büyük olur. Onlar. Girişteki ve hattın sonundaki voltaj farklı olacaktır.

Ekipmanın hatasız çalışabilmesi için bu kayıplar normalize edilir. Toplam değerleri %9'u geçmemelidir.

Girişteki maksimum voltaj düşüşü yüzde beştir ve en uzaktaki tüketici için yüzde dörtten fazla değildir. Üç veya dört telli ağ bulunan üç fazlı bir ağda bu rakamın %10'u geçmemesi gerekir.

Bu göstergeler karşılanmazsa son kullanıcılar nominal parametreleri sağlayamayacaktır. Gerilim düştüğünde aşağıdaki belirtiler ortaya çıkar:

Akkor lamba kullanan aydınlatma cihazları yarı akkorda çalışmaya (yanmaya) başlar;
Elektrik motorları açıldığında mil üzerindeki başlatma kuvveti azalır. Sonuç olarak motor dönmez ve bunun sonucunda sargılar aşırı ısınır ve arızalanır;
Bazı elektrikli aletler açılmıyor. Yeterli voltaj yok ve açıldıktan sonra diğer cihazlar arızalanabilir;
Giriş voltajına duyarlı kurulumlar dengesizdir ve akkor filamanı olmayan ışık kaynakları da açılmayabilir.

Elektrik, havai veya kablolu ağlar aracılığıyla iletilir. Baş üstü olanlar alüminyumdan, kablo olanlar ise alüminyum veya bakırdan yapılabilir.

Kablolar aktif direncin yanı sıra kapasitif reaktans da içerir. Bu nedenle güç kaybı kablo uzunluğuna bağlıdır.

Gerilimin düşmesine yol açan nedenler

Enerji hatlarında gerilim kayıpları aşağıdaki nedenlerden dolayı meydana gelir:

Telin içinden onu ısıtan bir akım geçer, bunun sonucunda aktif ve kapasitif direnç artar;
Simetrik yüke sahip üç fazlı bir kablo, çekirdeklerde aynı voltaj değerlerine sahiptir ve nötr tel akımı sıfıra yönelecektir. Yükün sabit ve tamamen aktif olması durumunda bu doğrudur; bu, gerçek koşullarda imkansızdır;
Şebekelerde aktif yükün yanı sıra transformatör sargıları, reaktörler vb. şeklinde reaktif bir yük de bulunmaktadır. ve sonuç olarak içlerinde tümevarımsal güç belirir;
Sonuç olarak direnç aktif, kapasitif ve endüktiften oluşacaktır. Şebekedeki gerilim kayıplarını etkiler.

Akım kayıpları kablo uzunluğuna bağlıdır. Ne kadar uzun olursa direnç o kadar büyük olur, bu da kayıpların daha büyük olduğu anlamına gelir. Bir kablodaki güç kayıplarının hattın uzunluğuna veya uzunluğuna bağlı olduğu sonucu çıkar.

Kayıp Değeri Hesabı

Ekipmanın çalışabilirliğini sağlamak için bir hesaplama yapmak gerekir. Tasarım aşamasında gerçekleştirilir. Bilgisayar teknolojisinin mevcut gelişme düzeyi, kablo güç kayıplarını hızlı bir şekilde hesaplamanıza olanak tanıyan çevrimiçi bir hesap makinesi kullanılarak hesaplamaların yapılmasına olanak tanır.

Hesaplamak için gerekli verileri girmeniz yeterlidir. Geçerli parametreleri doğrudan veya alternatif olarak ayarlayın. Güç hattı malzemesi alüminyum veya bakırdır. Güç kaybının hangi parametrelerle hesaplandığını belirtin - telin kesiti veya çapı, yük akımı veya direnç ile.

Ayrıca ağ voltajını ve kablo sıcaklığını da belirtin (çalışma koşullarına ve kurulum yöntemine bağlı olarak). Bu değerler hesaplama tablosuna eklenir ve elektronik hesap makinesi kullanılarak hesaplanır.

Matematiksel formüllere dayanarak hesaplama yapabilirsiniz. Elektrik enerjisinin iletimi sırasında meydana gelen süreçleri doğru anlamak ve değerlendirmek için özellikleri temsil eden bir vektör formu kullanılır.

Hesaplamaları en aza indirmek için üç fazlı bir ağ, üç tek fazlı ağ olarak temsil edilir. Ağ direnci, aktif ve reaktif direncin yük direncine seri bağlantısı olarak temsil edilir.

Bu durumda kablodaki güç kaybını hesaplama formülü önemli ölçüde basitleştirilmiştir. Gerekli parametreleri elde etmek için formülü kullanın.

Bu formül, bir kablonun güç kaybını, kablonun uzunluğu boyunca dağıtılan akımın ve direncin bir fonksiyonu olarak gösterir.

Ancak mevcut gücü ve direnci biliyorsanız bu formül geçerlidir. Direnç formül kullanılarak hesaplanabilir. Bakır için p=0,0175 Ohm*mm2/m, alüminyum için p=0,028 Ohm*mm2/m olacaktır.

Direncin değerini bilerek, formülle belirlenecek direnci hesaplayın

R=р*I/S, burada р dirençtir, I hat uzunluğudur, S telin kesit alanıdır.

Kablo uzunluğu boyunca gerilim kayıplarını hesaplamak için elde edilen değerleri formülde yerine koyup hesaplamaları yapmanız gerekir. Bu hesaplamalar elektrik ağları veya güvenlik sistemleri ve video gözetimi kurulurken yapılabilir.

Güç kaybı hesaplamalarının yapılmaması tüketicilere verilen besleme voltajının düşmesine neden olabilir. Bunun sonucunda kablo aşırı ısınacak, çok ısınabilecek ve bunun sonucunda yalıtım zarar görecektir.

Bu da insanlarda elektrik çarpmasına veya kısa devreye neden olabilir. Hat voltajındaki bir azalma, elektronik ekipmanın arızalanmasına neden olabilir.

Bu nedenle, elektrik kablolarını tasarlarken, besleme kablolarındaki ve döşenen kablodaki voltaj kaybının hesaplanması önemlidir.

Kayıp azaltma yöntemleri

Güç kayıpları aşağıdaki yöntemlerle azaltılabilir:

İletkenlerin kesitini artırın. Sonuç olarak direnç azalacak ve kayıplar azalacak;
Azaltılmış güç tüketimi. Bu ayar her zaman değiştirilemez;
Kablo uzunluğunun değiştirilmesi.

Gücü azaltmak ve hat uzunluğunu değiştirmek neredeyse imkansızdır. Bu nedenle, telin kesitini hesaplamadan arttırırsanız, uzun bir hatta bu, haksız maliyetlere yol açacaktır.

Bu, kablodaki güç kayıplarını doğru bir şekilde hesaplamanıza ve damarların en uygun kesitini seçmenize olanak sağlayacak bir hesaplama yapmanın çok önemli olduğu anlamına gelir.

Elektrik kablolarını tasarlarken kablodaki voltaj kaybının doğru hesaplamalarını yapmak gerekir. Bu, çalışma sırasında tellerin yüzeyinin aşırı ısınmasını önler. Bu önlemler sayesinde kısa devrelerin ve ev aletlerinin erken arızalanmasının önüne geçmek mümkündür.

Ek olarak formül, farklı elektrik tesisatı işleri için uygun olan tel kesitinin çapını doğru seçmenize olanak sağlar. Yanlış bir seçim tüm sistemin çökmesine neden olabilir. Çevrimiçi hesaplama görevi kolaylaştırmaya yardımcı olur.

Gerilim kaybı nasıl hesaplanır?

Çevrimiçi hesap makinesi, çeşitli sorunların ortaya çıkmasını daha da azaltacak gerekli parametreleri doğru bir şekilde hesaplamanıza olanak tanır. Elektrik voltajı kaybını bağımsız olarak hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanın:

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

P aktif güçtür. W cinsinden ölçülür;
Q – reaktif güç. Ölçü birimi var;
ro – aktif direnç görevi görür (Ohm);
xo – reaktans (m);
U nom, nominal gerilimdir (V). Cihazın teknik veri sayfasında belirtilmiştir.

Elektrik tesisatlarının tasarım kurallarına (PUE) göre, olası voltaj sapmaları için kabul edilebilir norm şu şekilde kabul edilir:

güç devrelerinde +/- %6'dan yüksek olamaz;
yaşam alanında ve ötesinde +/- %5'e kadar;
imalat işletmelerinde +/- %5'ten -%2'ye.

Transformatör tesisatından yaşam mahalline kadar olan elektriksel gerilim kayıpları +/- %10'u geçmemelidir.

Tasarım sürecinde üç fazlı hattaki yükün üniform hale getirilmesi tavsiye edilir. İzin verilen norm 0,5 kV'dur. Kurulum çalışmaları sırasında elektrik motorları doğrusal iletkenlere bağlanmalıdır. Aydınlatma hattı faz ile nötr arasında olacaktır. Bunun sonucunda yük iletkenler arasında doğru şekilde dağıtılır.

Bir kablodaki gerilim kaybı hesaplanırken verilen akım veya güç değerleri esas alınır. Uzatılmış bir elektrik hattında endüktif reaktans dikkate alınır.

Kayıplar nasıl azaltılır?

Bir iletkendeki gerilim kaybını azaltmanın yollarından biri kesitini arttırmaktır. Ayrıca uzunluğunun ve varış noktasına olan mesafesinin azaltılması tavsiye edilir. Bazı durumlarda teknik nedenlerden dolayı bu yöntemler her zaman kullanılamayabilir, çoğu durumda direncin azaltılması hattın çalışmasının normalleşmesine olanak sağlar.

Geniş bir kablo kesit alanının ana dezavantajı, kullanım sırasındaki önemli malzeme maliyetleridir. Bu nedenle gerekli çapın doğru hesaplanması ve seçilmesi bu dertten kurtulmanızı sağlar. Çevrimiçi hesap makinesi, yüksek gerilim hatlarına sahip projeler için kullanılır. Burada program, elektrik devresi için kesin parametrelerin doğru şekilde hesaplanmasına yardımcı olur.

Gerilim kaybının ana nedenleri

Aşırı enerji kaybı nedeniyle büyük elektriksel voltaj kayıpları meydana gelir. Bunun sonucunda kablonun yüzeyi çok ısınır ve yalıtım katmanının deformasyonuna neden olur. Bu olay, ağır yüklerin meydana geldiği yüksek gerilim hatlarında yaygındır.