Закрыть

Калькулятор потери напряжения в кабеле: Калькулятор расчёта потерь напряжения в кабеле

Содержание

Потери напряжения | Онлайн расчет в линии, в сети, в кабеле

Калькулятор расчета потери напряжения в кабеле. Расчет потери напряжения в линии для постоянного и переменного тока по заданным параметрам электросети.

Проблема с потерями напряжения в линии, сети или кабеле возникают обычно в следующих ситуациях:

  • при значительной длине прокладываемой линии;
  • в случае большой рассеиваемой мощности;
  • при высоких токовых нагрузках.

Если при покупке кабельной продукции допущены ошибки в выборе сечения входящих в его состав проводных жил – они при протекании больших токов начинают перегреваться. А это приводит к повышению их внутреннего сопротивления и увеличению потерь напряжения на распределенных элементах цепи.

Дополнительная информация: Для того чтобы понять, за счет чего в линейных проводах происходят потери, следует вспомнить о том, что они также обладают внутренним погонным сопротивлением.

За счет этого каждый участок кабеля определенной длины может быть представлен как резистор с некоторой удельной проводимостью (величиной, обратной сопротивлению).

Так что на данном участке по закону Ома будет падать определенная часть приложенного ко всему кабелю напряжения. Это значение вычисляется по следующей формуле:

U=I*R провода

При обследовании цепей постоянного тока учитывается только активное распределенное сопротивление, обозначаемое просто R. В линиях с действующим переменным напряжением к активной составляющей добавляется реактивная часть, так что обе они составляют полный импеданс Z. Величина этих потерь обязательно учитывается при расчетах цепей переменного тока, поскольку они нередко достигают 20 процентов от всей расходуемой мощности.

Как при ручном, так и при онлайн расчете для определения распределенного сопротивления проводника используется следующая формула:

R=p*L/S

где:
p – удельное сопротивление, приходящееся на единицу длины;
L – общая длина измеряемого участка;
S – площадь сечения.

Из формулы видно, что сопротивление, а, следовательно, и падение напряжения определяется длинной данного участка и площадью его поперечного сечения.

Длинный и тонкий проводник обладает большим сопротивлением R. Чтобы его снизить – нужны толстые жилы со значительным поперечным сечением.

Производим расчет потери напряжения линии в случае с активной нагрузкой с помощью следующего выражения:

dU=I*R пров

Для того чтобы учесть комплексные потери на импедансе цепей переменного тока вводится поправка в виде коэффициента реактивности.

Обратите внимание: Все эти выкладки справедливы лишь для одной жилы.

В реальной ситуации кабель содержит несколько проводников, каждый из которых должен учитываться при калькуляции. При пользовании онлайн калькулятором потерь напряжения в предложенные формы потребуется ввести следующие параметры:

  1. Общую длину провода.
  2. Площадь сечения каждой из жил;
  3. Значение потребляемой мощности;
  4. Общее количество проводников;
  5. Средний показатель температуры.

Также следует указать значение комплексного коэффициента COS Ф (он, как правило, выбирается из диапазона 0,94-0,98).

Длина линии (м) / Материал кабеля:

МедьАлюминий

Сечение кабеля (мм²):

0,5 мм²0,75 мм²1,0 мм²1,5 мм²2,5 мм²4,0 мм²6,0 мм²10,0 мм²16,0 мм²25,0 мм²35,0 мм²50,0 мм²70,0 мм²95,0 мм²120 мм²

 

Мощность нагрузки (Вт) или ток (А):
Напряжение сети (В):

Мощность

1 фаза

Коэффициент мощности (cosφ):

Ток

3 фазы

Температура кабеля (°C): 
Потери напряжения (В / %)
Сопротивление провода (ом) 
Реактивная мощность (ВАр) 
Напряжение на нагрузке (В) 

 

В результате вычислений онлайн калькулятор потерь напряжения выдаст следующие рабочие показатели:

  • Величину потерь напряжения и мощности.
  • Сопротивление участка кабеля.
  • Реактивные потери в нем.

Также в итоговой форме должно появиться значение остаточного напряжения на комплексной нагрузке.

Расчёт потери напряжения в однофазных и трехфазных сетях, напряжением до и свыше 1кВ (до 35кВ) с учётом активной и реактивной составляющих, а также температуры жил

Номинальное напряжение Кабель

до 1кВ1кВ6кВ10кВ15кВ20кВ30кВ35кВ

Тип, условия прокладки Тип

СИП-1СИП-2СИП-3СИП-4СИП-5Провод в трубеПроводКабельКабель‌·СПЭ‌·(xlpe)‌·пл.Кабель‌·СПЭ‌·(xlpe)‌·тр.Кабель‌·СПЭ‌·(xlpe)Кабель‌·СПЭ‌·(xlpe)‌·брон.

Материал жил Жила

АлюминийМедь

Сечение жил, мм2 S, мм2

1,52,54610162535507095120150185240300

Параллельных проводников n

12345678910

Удельное сопротивление жилы:

R20 = 1,910 мОм/м

R = 2,064 мОм/м

X = 0,085 мОм/м

Z = 2,066 мОм/м

Температура жил, °С t, °С

Длина L м

Выбор фазности системы и ее типа (переменный/постоянный ток)

Выбор фазности системы и ее типа (переменный/постоянный ток)

Калькулятор расчета потерь напряжения

Длина линии (м) / Материал кабеля:

МедьАлюминий

Сечение кабеля (мм²):

0,5 мм²0,75 мм²1,0 мм²1,5 мм²2,5 мм²4,0 мм²6,0 мм²10,0 мм²16,0 мм²25,0 мм²35,0 мм²50,0 мм²70,0 мм²95,0 мм²120 мм²

 

Мощность нагрузки (Вт) или ток (А):
Напряжение сети (В):

Мощность

1 фаза

Коэффициент мощности (cosφ):

Ток

3 фазы

Температура кабеля (°C):

Результаты расчета

Потери напряжения (В / %)

Сопротивление провода (ом)

Реактивная мощность (ВАр)

Напряжение на нагрузке (В)

При проектировании сетей электроснабжения и слаботочных систем часто необходим расчет потерь в кабеле. При решении вопросов проектирования, данный расчет важен для выбора кабеля с оптимальной площадью сечения жилы. Неправильный выбор кабеля может привести к тому, что система быстро выйдет из строя или просто не запустится. Именно поэтому при проектировании необходимо производить расчет потерь в кабеле.

РАСЧЁТ ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ В КАБЕЛЕ.

Расчёт потерь напряжения в кабеле можно осуществить по следующей формуле:

ΔU=I*RL

Где ΔU – потери напряжения в линии,

I – ток потребления (определяется главным образом характеристиками потребителя),

RL - сопротивление кабеля (зависит от длины кабеля и площади сечения кабеля).

Потери мощности в кабеле в кабеле зависит так же главным образом от сопротивления кабеля. Излишнее рассеивание энергии в кабеле может привести к существенным потерям электроэнергии. Излишки тепла идут на нагрев кабеля, поэтому при больших нагрузках неправильный расчет потерь электроэнергии в кабеле может привести к сильному нагреву кабеля и повреждению изоляции, что небезопасно для жизни людей.

Так же при существенной длине линии это может привести к повышенному расходу электроэнергии, что при длительной эксплуатации может сказаться на расходах на электроэнергию. Неправильный расчёт потерь напряжения в кабеле может вызвать некорректную работу оборудования при передаче сигнала (например, периметральная система сигнализации). Кроме того, расчёт потерь напряжения в кабеле очень важен, если питание оборудования осуществляется от источника с низким напряжением питания (12-48 В постоянного или переменного тока). В этом случае, если длина провода и мощность нагрузки слишком велика, напряжение может упасть до уровня ниже номинальной потребляемой мощности устройства. Это приведет к тому, что устройство не будет работать.

ПУТИ СНИЖЕНИЯ ПОТЕРЬ МОЩНОСТИ В КАБЕЛЕ.

Потери в кабеле можно снизить путем увеличения площади сечения кабеля, уменьшением длины кабеля или уменьшением нагрузки. Очень часто длину кабеля или нагрузку уменьшить невозможно, поэтому приходится увеличивать площадь сечения жилы кабеля, чтобы уменьшить его сопротивление.

С другой стороны использование кабеля у которого площадь сечения слишком большая приводит к увеличению затрат, т.к. кажущаяся небольшая разница между ценами на два кабеля с разной площадью сечения становится ощутимой при многокилометровых кабельных системах. Следовательно, при проектировании необходимо обязательно выбирать кабель нужного сечения, а для этого необходимо производить расчет потерь мощности в кабеле.

Если производить эти расчеты вручную, на подбор кабеля уйдет немало времени. Сегодня можно легко и быстро произвести расчет потерь в кабеле онлайн. С помощью различных специализированных калькуляторов можно произвести расчёт потерь напряжения в кабеле, расчет потери мощности в кабеле и расчет потерь электроэнергии в кабеле исходя из длины кабеля, площади сечения кабеля, параметров нагрузки (потребляемые напряжение и ток), а так же материала из которого изготовлены его жилы. Калькулятор для расчета потерь в кабеле онлайн – безусловно, хороший помощник любого проектировщика

Онлайн расчет падения напряжения в кабеле

Длина линии (м) / Материал кабеля:

МедьАлюминий

Сечение кабеля (мм?):

0,5 мм?0,75 мм?1,0 мм?1,5 мм?2,5 мм?4,0 мм?6,0 мм?10,0 мм?16,0 мм?25,0 мм?35,0 мм?50,0 мм?70,0 мм?95,0 мм?120 мм?

 

Мощность нагрузки (Вт) или ток (А):
Напряжение сети (В):

Мощность

1 фаза

Коэффициент мощности (cos?):

Ток

3 фазы

Температура кабеля (°C):

Результаты расчета

Потери напряжения (В / %)

Сопротивление провода (ом)

Реактивная мощность (ВАр)

Напряжение на нагрузке (В)

Во время проектирования электрических сетей и систем со слабыми токами довольно часто требуются расчеты потерь напряжения в кабелях и проводах. Данные вычисления необходимы для того чтобы выбрать кабель с наиболее оптимальным сечением жил. При неправильном выборе проводника система электроснабжения очень быстро выйдет из строя или вообще не запустится. Чтобы избежать возможных ошибок, рекомендуется использовать онлайн калькулятор расчета потерь напряжения. Данные, полученные с помощью калькулятора, обеспечат устойчивую и безопасную работу линий и сетей.

Причины энергопотери при передаче электроэнергии

Существенные потери электроэнергии происходят в результате излишнего рассеивания. Из-за лишнего тепла кабель может сильно нагреваться, особенно при больших нагрузках и неправильных расчетах потерь электричества. Под действием избыточного тепла наступает повреждение изоляции, создается реальная угроза здоровью и жизни людей.

Потери электроэнергии нередко происходят из-за слишком большой протяженности кабельных линий, при большой мощности нагрузки. В случае продолжительной эксплуатации, существенно возрастают расходы на оплату электричества. Неправильные расчеты способны вызвать сбои в работе оборудования, например, охранной сигнализации. Потери напряжения в кабеле приобретают важное значение, когда источник питания оборудования имеет низкое напряжение постоянного или переменного тока, номиналом от 12 до 48В.

Как рассчитать потери напряжения

Избежать возможных проблем поможет калькулятор расчета потери напряжения, работающий в онлайн режиме. В таблицу исходных данных помещаются данные о длине кабеля, его сечении и материале, из которого он изготовлен. Для расчетов потребуются сведения о мощности нагрузки, напряжении и токе. Кроме того, учитывается коэффициент мощности и температурные показатели кабеля. После нажатия кнопки появляются данные о энергопотерях в процентах, показатели сопротивления проводника, реактивной мощности и напряжения, испытываемого нагрузкой.

Основной формулой расчета является следующая: ΔU=IхRL, в которой ΔU означает потери напряжения на расчетной линии, I является потребляемым током, определяемым преимущественно параметрами потребителя. RL отражает сопротивление кабеля, в зависимости от его длины и площади сечения. Именно последнее значение играет решающую роль при потере мощности в проводах и кабелях.

Возможности для снижения потерь

Основным способом снижения потерь в кабеле, является увеличение площади его сечения. Кроме того, можно уменьшить длину проводника и снизить нагрузку. Однако последние два способа не всегда можно использовать, в силу технических причин. Поэтому во многих случаях единственным вариантом остается снижение сопротивления кабеля за счет увеличения сечения.

Существенным недостатком большого сечения считается заметный рост материальных затрат. Разница становится ощутимой, когда кабельные системы растягиваются на большие расстояния. Поэтому на стадии проектирования нужно сразу же подбирать кабель с нужным сечением, для чего понадобятся расчеты потери мощности с помощью калькулятора. Данная программа имеет большое значение при составлении проектов на электромонтажные работы, поскольку ручные вычисления занимают много времени, а в режиме онлайн калькулятора подсчет занимает буквально несколько секунд.

Расчет потерь напряжения в кабеле

Для того чтобы обеспечить подачу напряжения от распределительного устройства к конечному потребителю используются линии электропередач. Они могут быть воздушными или кабельными и имеют значительную протяженность.

Как и все проводники, они имеют сопротивление, которое зависит от длины и чем они протяжение, тем больше потеря напряжения.

И чем длиннее линия, тем потери напряжения будут больше. Т.е. напряжение на входе и в конце линии будет разное.

Чтобы оборудование работало без сбоев, эти потери нормируются. Они суммарно должны иметь значение, не превышающее 9%.

Максимальное понижение напряжение на вводе составляет пять процентов, а до самого удаленного потребителя не более четырех процентов. В трехфазной сети при трех или четырех проводной сети этот показатель не должен превышать 10%.

Симптомы снижения напряжения у потребителя

Если эти показатели не соблюдаются, конечные потребители не смогут обеспечить номинальные параметры. При снижении напряжения возникают следующие симптомы:

  • Осветительные приборы, в которых используются лампы накаливания, начинают работать (светиться) в половину накала;
  • При включении электродвигателей уменьшается пусковое усилие на валу. В результате чего двигатель не вращается, и как следствие происходит перегрев обмоток и выход из строя;
  • Некоторые электроприборы не включаются. Не хватает напряжения, а другие приборы после включения могу выходить из строя;
  • Установки, чувствительные к входному напряжению, работают нестабильно, так же могут не включаться источники света, у которых нет нити накаливания.

Передача электроэнергии производится по воздушным или кабельным сетям. Воздушные изготовлены из алюминия, а кабельные могут быть алюминиевыми или медными.

В кабелях кроме активного сопротивления имеется емкостное сопротивление. Поэтому потеря мощности зависит от длины кабеля.

Причины, приводящие к снижению напряжения

Потери напряжения в линии электропередач возникают по следующим причинам:

  • По проводу проходит ток, который нагревает его, в результате увеличивается активное и емкостное сопротивление;
  • Трехфазный кабель при симметричной нагрузке имеет одинаковые значения напряжения на жилах, а ток нулевого провода будет стремиться к нулю. Это справедливо если нагрузка постоянная и чисто активная, что в реальных условиях невозможно;
  • В сетях, кроме активной нагрузки, имеется реактивная нагрузка в виде обмоток трансформатора, реакторов и т.п. и как следствие в них появляется индуктивная мощность;
  • В результате сопротивление будет складываться из активного, емкостного и индуктивного. Оно влияет на потери напряжения в сети.

Потери тока зависят от длины кабеля. Чем он протяжение, тем больше сопротивление, а это значит, что и потери значительнее. Отсюда следует, что потери мощности в кабеле зависят от протяженности или длины линии.

Расчет значения потерь

Для обеспечения работоспособности оборудования необходимо произвести расчет. Он проводится в момент проектирования. Современный уровень развития вычислительной техники позволяет производить вычисления с помощью онлайн калькулятора, который позволяет быстро произвести расчет потерь мощности кабеля.

Для вычисления достаточно ввести необходимые данные. Задают параметры тока – постоянный или переменный. Материал линии электропередач – алюминий или медь. Указывают, по каким параметрам производится расчет потери мощности – по сечению или диаметру провода, току нагрузки или сопротивлению.

Дополнительно указывают напряжение сети и температуру кабеля (зависит от условий эксплуатации и способе прокладки). Эти значения подставляются в таблицу расчета и производят расчет с помощью электронного калькулятора.

Можно произвести расчет на основании математических формул. Чтобы правильно понять и оценить процессы, происходящие при передаче электрической энергии, применяют векторную форму представления характеристик.

А для минимизации расчетов трехфазную сеть представляют как три однофазные сети. Сопротивление сети представлено как последовательное подключение активного и реактивного сопротивления к сопротивлению нагрузки.

При этом формула расчета потери мощности в кабеле существенно упрощается. Для получения необходимых параметров используют формулу.

∆U= I*RL.

Эта формула показывает потерю мощности кабеля в зависимости от тока и сопротивления, распределенного по длине кабеля.

Однако, эта формула справедлива, если знать силу тока и сопротивление. Сопротивление можно вычислить по формуле. Для меди оно будет равно р=0,0175Ом*мм2/м, а для алюминия р=0,028Ом*мм2/м.

Зная значение удельного сопротивления вычисляют сопротивление, которое будет определяться по формуле

R=р*I/S, где р- удельное сопротивление, I-длина линии, S- площадь сечения провода.

Для того чтобы выполнить расчет потерь напряжения по длине кабеля, необходимо полученные значения подставить в формулу и произвести вычисления. Эти расчеты можно производить при монтаже электрических сетей или охранных систем и видеонаблюдения.

Если вычисления потери мощности не производить, то это может привести к снижению питающего напряжения потребителей. В результате произойдет перегрев кабеля, он может сильно нагревается, и как следствие происходит повреждение изоляции.

Что может привести к поражению людей электрическим током или короткому замыканию. Снижение напряжения в линии может привести к выходу их строя электронного оборудования.

Поэтому важно при проектировании электропроводки производить расчет потери напряжения в подводящих проводах и проложенном кабеле.

Методы сокращения потерь

Потери мощности можно сократить следующими методами:

  • Увеличить сечение проводников. В результате снизится сопротивление, и потери уменьшатся;
  • Снижение потребляемой мощности. Этот параметр не всегда можно изменить;
  • Изменение протяженности кабеля.

Уменьшение мощности и изменение длины линии осуществить практически не возможно. Поэтому если увеличивать сечение провода без расчета, то на длинной линии это приведет к неоправданным затратам.

А это значит, что очень важно произвести расчет, который позволит правильно рассчитать потери мощности в кабеле и выбрать оптимальное значение сечения жил.

Калькулятор расчета потерь напряжения в линии (кабеле)

 Заказать услуги! 

Расчеты цен, объемов, нагрузок или консультацию специалиста компании по другим вопросам! 

ПОМОЩЬ И КОНСУЛЬТАЦИИ

Калькулятор потерь напряжения моментально поможет рассчитать потери, которые могут возникнуть при прокладке кабеля. Расчет производит по таким параметрам:

— длина кабеля.

— материал, из которого изготовлен кабель (выбрать из списка имеющихся).

— сечение кабеля.

— мощность нагрузки на кабель.

— коэффициент нагрузки.

— температура кабеля.

В конечном результате можно получить результаты в таких значениях как: 

— Потери напряжения (В / %).

— Сопротивление провода (ом).

— Реактивная мощность (ВАр).

— Напряжение на нагрузке (В).

После введения всех параметров указанных в окне «Исходные данные», нажав кнопку «Результат», вы получите расчеты, которые помогут в дальнейшем провести кабеля в различных зданиях и помещениях.  

Расчета потерь напряжения в линии (кабеле) онлайн калькулятор

Длина линии (м) / Материал кабеля:

МедьАлюминий

Сечение кабеля (мм²):

0,5 мм²0,75 мм²1,0 мм²1,5 мм²2,5 мм²4,0 мм²6,0 мм²10,0 мм²16,0 мм²25,0 мм²35,0 мм²50,0 мм²70,0 мм²95,0 мм²120 мм²

 

Мощность нагрузки (Вт) или ток (А):
Напряжение сети (В):

Мощность

1 фаза

Коэффициент мощности (cosφ):

Ток

3 фазы

Температура кабеля (°C): 
Потери напряжения (В / %)
Сопротивление провода (ом) 
Реактивная мощность (ВАр) 
Напряжение на нагрузке (В) 

Рассчет падение напряжения по длине кабеля

Линии электропередач транспортируют ток от распределительного устройства к конечному потребителю по токоведущим жилам различной протяженности. В точке входа и выхода напряжение будет неодинаковым из-за потерь, возникающих в результате большой длины проводника.

Падение напряжения по длине кабеля возникает по причине прохождения высокого тока, вызывающего увеличение сопротивления проводника.

На линиях значительной протяженности потери будут выше, чем при прохождении тока по коротким проводникам такого же сечения. Чтобы обеспечить подачу на конечный объект тока требуемого напряжения, нужно рассчитывать монтаж линий с учетом потерь в токоведущем кабеле, отталкиваясь от длины проводника.

к содержанию ↑

Результат понижения напряжения

Согласно нормативным документам, потери на линии от трансформатора до наиболее удаленного энергонагруженного участка для жилых и общественных объектов должны составлять не более девяти процентов.

Допускаются потери 5 % до главного ввода, а 4 % — от ввода до конечного потребителя. Для трехфазных сетей на три или четыре провода номинальное значение должно составлять 400 В ± 10 % при нормальных условиях эксплуатации.

Отклонение параметра от нормированного значения может иметь следующие последствия:

  1. Некорректная работа энергозависимых установок, оборудования, осветительных приборов.
  2. Отказ работы электроприборов при сниженном показателе напряжения на входе, выход оборудования из строя.
  3. Снижение ускорения вращающего момента электродвигателей при пусковом токе, потери учитываемой энергии, отключение двигателей при перегреве.
  4. Неравномерное распределение токовой нагрузки между потребителями на начале линии и на удаленном конце протяженного провода.
  5. Работа осветительных приборов на половину накала, за счет чего происходят недоиспользование мощности тока в сети, потери электроэнергии.

В рабочем режиме наиболее приемлемым показателем потерь напряжения в кабеле считается 5 %. Это оптимальное расчетное значение, которое можно принимать допустимым для электросетей, поскольку в энергетической отрасли токи огромной мощности транспортируются на большие расстояния.

К характеристикам линий электропередач предъявляются повышенные требования. Важно уделять особое внимание потерям напряжения не только на магистральных сетях, но и на линиях вторичного назначения.

к содержанию ↑

Причины падения напряжения

Каждому электромеханику известно, что кабель состоит из проводников — на практике используются жилы с медными или алюминиевыми сердечниками, обмотанные изоляционным материалом. Провод помещен в герметичную полимерную оболочку — диэлектрический корпус.

Поскольку металлические проводники расположены в кабеле слишком плотно, дополнительно прижаты слоями изоляции, при большой протяженности электромагистрали металлические сердечники начинают работать по принципу конденсатора, создающего заряд с емкостным сопротивлением.

Падение напряжения происходит по следующей схеме:

  1. Проводник, по которому пущен ток, перегревается и создает емкостное сопротивление как часть реактивного сопротивления.
  2. Под воздействием преобразований, протекающих на обмотках трансформаторов, реакторах, прочих элементах цепи, мощность электроэнергии становится индуктивной.
  3. В результате резистивное сопротивление металлических жил преобразуется в активное сопротивление каждой фазы электрической цепи.
  4. Кабель подключают на токовую нагрузку с полным (комплексным) сопротивлением по каждой токоведущей жиле.
  5. При эксплуатации кабеля по трехфазной схеме три линии тока в трех фазах будут симметричными, а нейтральная жила пропускает ток, приближенный к нулю.
  6. Комплексное сопротивление проводников приводит к потерям напряжения в кабеле при прохождении тока с векторным отклонением за счет реактивной составляющей.

Графически схему падения напряжения можно представить следующим образом: из одной точки выходит прямая горизонтальная линия — вектор силы тока. Из этой же точки выходит под углом к силе тока вектор входного значения напряжения U1 и вектор выходного напряжения U2 под меньшим углом. Тогда падение напряжения по линии равно геометрической разнице векторов U1 и U2.

Рисунок 1. Графическое изображение падения напряжения

На представленном рисунке прямоугольный треугольник ABC отражает падение и потери напряжения на линии кабеля большой длины. Отрезок AB — гипотенуза прямоугольного треугольника и одновременно падение, катеты AC и BC показывают падение напряжения с учетом активного и реактивного сопротивления, а отрезок AD демонстрирует величину потерь.

Производить подобные расчеты вручную довольно сложно. График служит для наглядного представления процессов, протекающих в электрической цепи большой протяженности при прохождении тока заданной нагрузки.

к содержанию ↑

Расчет с применением формулы

На практике при монтаже линий электропередач магистрального типа и отведения кабелей к конечному потребителю с дальнейшей разводкой на объекте используется медный или алюминиевый кабель.

Удельное сопротивление для проводников постоянное, составляет для меди р = 0,0175 Ом*мм2/м, для алюминиевых жил р = 0,028 Ом*мм2/м.

Зная сопротивление и силу тока, несложно вычислить напряжение по формуле U = RI и формуле R = р*l/S, где используются следующие величины:

  • Удельное сопротивление провода — p.
  • Длина токопроводящего кабеля — l.
  • Площадь сечения проводника — S.
  • Сила тока нагрузки в амперах — I.
  • Сопротивление проводника — R.
  • Напряжение в электрической цепи — U.

Использование простых формул на несложном примере: запланировано установить несколько розеток в отдельно стоящей пристройке частного дома. Для монтажа выбран медный проводник сечением 1,5 кв. мм, хотя для алюминиевого кабеля суть расчетов не изменяется.

Поскольку ток по проводам проходит туда и обратно, нужно учесть, что расстояние длины кабеля придется умножать вдвое. Если предположить, что розетки будут установлены в сорока метрах от дома, а максимальная мощность устройств составляет 4 кВт при силе тока в 16 А, то по формуле несложно сделать расчет потерь напряжения:

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

U = 14,93 В

Если сравнить полученное значение с номинальным для однофазной линии 220 В 50 Гц, получается, что потери напряжения составили: 220-14,93 = 205,07 В.

Такие потери в 14,93 В — это практически 6,8 % от входного (номинального) напряжения в сети. Значение, недопустимое для силовой группы розеток и осветительных приборов, потери будут заметны: розетки будут пропускать ток неполной мощности, а осветительные приборы — работать с меньшим накалом.

Мощность на нагрев проводника составит P = UI = 14,93*16 = 238,9 Вт. Это процент потерь в теории без учета падения напряжения на местах соединения проводов, контактах розеточной группы.

к содержанию ↑

Проведение сложных расчетов

Для более детального и достоверного расчета потерь напряжения на линии нужно принимать во внимание реактивное и активное сопротивление, которое вместе образует комплексное сопротивление, и мощность.

Для проведения расчетов падения напряжения в кабеле используют формулу:

∆U = (P*r0+Q*x0)*L/ U ном

В этой формуле указаны следующие величины:

  • P, Q — активная, реактивная мощность.
  • r0, x0 — активное, реактивное сопротивление.
  • U ном — номинальное напряжение.

Чтобы обеспечить оптимальную нагрузку по трехфазных линиям передач, необходимо нагружать их равномерно. Для этого силовые электродвигатели целесообразно подключать к линейным проводам, а питание на осветительные приборы — между фазами и нейтральной линией.

Есть три варианта подключения нагрузки:

  • от электрощита в конец линии;
  • от электрощита с равномерным распределением по длине кабеля;
  • от электрощита к двум совмещенным линиям с равномерным распределением нагрузки.

Пример расчета потерь напряжения: суммарная потребляемая мощность всех энергозависимых установок в доме, квартире составляет 3,5 кВт — среднее значение при небольшом количестве мощных электроприборов. Если все нагрузки активные (все приборы включены в сеть), cosφ = 1 (угол между вектором силы тока и вектором напряжения). Используя формулу I = P/(Ucosφ), получают силу тока I = 3,5*1000/220 = 15,9 А.

Дальнейшие расчеты: если использовать медный кабель сечением 1,5 кв. мм, удельное сопротивление 0,0175 Ом*мм2, а длина двухжильного кабеля для разводки равна 30 метров.

По формуле потери напряжения составляют:

∆U = I*R/U*100 %, где сила тока равна 15,9 А, сопротивление составляет 2 (две жилы)*0,0175*30/1,5 = 0,7 Ом. Тогда ∆U = 15,9*0,7/220*100% = 5,06 %.

Полученное значение незначительно превышает рекомендуемое нормативными документами падение в пять процентов. В принципе, можно оставить схему такого подключения, но если на основные величины формулы повлияет неучтенный фактор, потери будут превышать допустимое значение.

Что это значит для конечного потребителя? Оплата за использованную электроэнергию, поступающую к распределительному щиту с полной мощностью при фактическом потреблении электроэнергии более низкого напряжения.

к содержанию ↑

Использование готовых таблиц

Как домашнему мастеру или специалисту упростить систему расчетов при определении потерь напряжения по длине кабеля? Можно пользоваться специальными таблицами, приведенными в узкоспециализированной литературе для инженеров ЛЭП. Таблицы рассчитаны по двум основным параметрам — длина кабеля в 1000 м и величина тока в 1 А.

В качестве примера представлена таблица с готовыми расчетами для однофазных и трехфазных электрических силовых и осветительных цепей из меди и алюминия с разным сечением от 1,5 до 70 кв. мм при подаче питания на электродвигатель.

Таблица 1. Определение потерь напряжения по длине кабеля

Площадь сечения, мм2 Линия с одной фазой Линия с тремя фазами
Питание Освещение Питание Освещение
Режим Пуск Режим Пуск
Медь Алюминий Косинус фазового угла = 0,8 Косинус фазового угла = 0,35 Косинус фазового угла = 1 Косинус фазового угла = 0,8 Косинус фазового угла = 0,35 Косинус фазового угла = 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

Таблицы удобно использовать для расчетов при проектировании линий электропередач. Пример расчетов: двигатель работает с номинальной силой тока 100 А, но при запуске требуется сила тока 500 А. При нормальном режиме работы cos ȹ составляет 0,8, а на момент пуска значение равно 0,35. Электрический щит распределяет ток 1000 А. Потери напряжения рассчитывают по формуле ∆U% = 100∆U/U номинальное.

Двигатель рассчитан на высокую мощность, поэтому рационально использовать для подключения провод с сечением 35 кв. мм, для трехфазной цепи в обычном режиме работы двигателя потери напряжения равны 1 вольт по длине провода 1 км. Если длина провода меньше (к примеру, 50 метров), сила тока равна 100 А, то потери напряжения достигнут:

∆U = 1 В*0,05 км*100А = 5 В

Потери на распределительном щите при запуске двигателя равны 10 В. Суммарное падение 5 + 10 = 15 В, что в процентном отношении от номинального значения составляет 100*15*/400 = 3,75 %. Полученное число не превышает допустимое значение, поэтому монтаж такой силовой линии вполне реальный.

На момент пуска двигателя сила тока должна составлять 500 А, а при рабочем режиме — 100 А, разница равна 400 А, на которые увеличивается ток в распределительном щите. 1000 + 400 = 1400 А. В таблице 1 указано, что при пуске двигателя потери по длине кабеля 1 км равны 0,52 В, тогда

∆U при запуске = 0,52*0,05*500 = 13 В

∆U щита = 10*1400/100 = 14 В

∆U суммарные = 13+14 = 27 В, в процентном отношении ∆U = 27/400*100 = 6,75 % — допустимое значение, не превышает максимальную величину 8 %. С учетом всех параметров монтаж силовой линии приемлем.

к содержанию ↑

Применение сервис-калькулятора

Расчеты, таблицы, графики, диаграммы — точные инструменты для вычисления падения напряжения по длине кабеля. Упростить работу можно, если выполнить расчеты с помощью онлайн-калькулятора. Преимущества очевидны, но стоит проверить данные на нескольких ресурсах и отталкиваться от среднего полученного значения.

Как это работает:

  1. Онлайн-калькулятор разработан для быстрого выполнения расчетов на основе исходных данных.
  2. В калькулятор нужно ввести следующие величины — ток (переменный, постоянный), проводник (медь, алюминий), длина линии, сечение кабеля.
  3. Обязательно вводят параметры по количеству фаз, мощности, напряжению сети, коэффициенту мощности, температуре эксплуатации линии.
  4. После введения исходных данных программа определяет падение напряжения по линии кабеля с максимальной точностью.
  5. Недостоверный результат можно получить при ошибочном введении исходных величин.

Пользоваться такой системой можно для проведения предварительных расчетов, поскольку сервис-калькуляторы на различных ресурсах показывают не всегда одинаковый результат: итог зависит от грамотной реализации программы с учетом множества факторов.

Тем не менее, можно провести расчеты на трех калькуляторах, взять среднее значение и отталкиваться от него на стадии предварительного проектирования.

к содержанию ↑

Как сократить потери

Очевидно, что чем длиннее кабель на линии, тем больше сопротивление проводника при прохождении тока и, соответственно, выше потери напряжения.

Есть несколько способов сократить процент потерь, которые можно использовать как самостоятельно, так и комплексно:

  1. Использовать кабель большего сечения, проводить расчеты применительно к другому проводнику. Увеличение площади сечения токоведущих жил можно получить при соединении двух проводов параллельно. Суммарная площадь сечения увеличится, нагрузка распределится равномерно, потери напряжения станут ниже.
  2. Уменьшить рабочую длину проводника. Метод эффективный, но его не всегда можно использовать. Сократить длину кабеля можно при наличии резервной длины проводника. На высокотехнологичных предприятиях вполне реально рассмотреть вариант перекладки кабеля, если затраты на трудоемкий процесс гораздо ниже, чем расходы на монтаж новой линии с большим сечением жил.
  3. Сократить мощность тока, передаваемую по кабелю большой протяженности. Для этого можно отключить от линии несколько потребителей и подключить их по обходной цепи. Данный метод применим на хорошо разветвленных сетях с наличием резервных магистралей. Чем ниже мощность, передаваемая по кабелю, тем меньше греется проводник, снижаются сопротивление и потери напряжения.

Внимание! При эксплуатации кабеля в условиях повышенной температуры проводник нагревается, падение напряжения растет. Сократить потери можно при использовании дополнительной теплоизоляции или прокладке кабеля по другой магистрали, где температурный показатель существенно ниже.

Расчет потерь напряжения — одна из главных задач энергетической отрасли. Если для конечного потребителя падение напряжения на линии и потери электроэнергии будут практически незаметными, то для крупных предприятий и организаций, занимающихся подачей электроэнергии на объекты, они впечатляющие. Снизить падение напряжения можно, если правильно выполнить все расчеты.

Калькулятор падения напряжения - для одно- и трехфазных систем переменного и постоянного тока

Спасибо для посещения NoOutage. com, чтобы воспользоваться нашим бесплатным калькулятором падения напряжения.

Пока вы здесь, пожалуйста, ознакомьтесь с нашими специальными предложениями по всем видам резервного питания сопутствующие продукты, такие как ...

* ручные переключатели

* автоматические резервные генераторы

* автоматические переключатели

* измерения и приборы

* системы ИБП

Устали платить за растущие тарифы на электроэнергию? Мы также продаем продукты альтернативной энергетики, в том числе...

* микрогидроэлектрические системы

* ветроэнергетические системы

* солнечные

Готовы ли ВЫ к следующему отключение электричества?

Используйте этот калькулятор для оценки падения напряжения на кабеле для подбора проводов. В расчетах принимаются медные или алюминиевые проводники без покрытия. работает при выбранной температуре и зависит от переменного / постоянного тока сопротивление или импеданс из NEC 2011 Глава 9, таблицы 8 и 9 для многожильных проводов работает от сети постоянного или переменного тока 60 Гц. Вместо того, чтобы использовать коэффициент k или «Эффективный Z» в таблице 9 этот метод основан на фактическом сопротивлении переменному току. и значения реактивного сопротивления из таблицы. Входной ток нагрузки фиксирован, как и напряжение базовой системы. Падение напряжения в кабеле рассчитывается по закону Ома. где V падение = I нагрузка x R кабель . Падение в процентах составляет В Падение / V система x 100.Для систем переменного тока импеданс используется вместо кабеля постоянного тока R . Эта методология аналогична примерам, приведенным после таблицы 9 NEC.

допустимая нагрузка для каждого размера проводника, показанная для справки в раскрывающемся меню ниже, основана на NEC. 2011 г. Таблица 310.15 (B) (16) для изолированных проводов 60C с номинальным напряжением от 0 до 2000 В, но не более чем три токоведущих проводника в кабельном канале, кабеле или заземлении с температура окружающей среды 30 ° C (86F).

Обратите внимание, что фактическая допустимая нагрузка и падение напряжения для вашего приложение может отличаться от этих результатов, но в большинстве случаев будет очень близко к показанные здесь.

Единицы измерения в данном документе - американский калибр проводов (AWG) и Английский (футы).

Обратите внимание, чтобы запустить этот калькулятор, должны быть включены сценарии JavaScripts. в вашем браузере.

Нажмите здесь, чтобы альтернативный калькулятор, который также включает трансформатор и нагрузку двигателя.

ПРИМЕЧАНИЯ:

  1. Примеры параллельных прогонов: Однофазная система 120/240 В с одиночными черно-красно-белыми проводниками (установлен в одном кабелепроводе) выберите «одиночный комплект проводников», 120 / 208В, 3-фазная система с 2 проводников на фазу и нейтраль (установлены в 2 параллельных кабелепровода) выберите «2 проводника на фазу в параллельный », система постоянного тока с 3 положительными и 3 отрицательными проводниками выбор «3 проводника на фазу параллельно».

  2. Падение напряжения для систем переменного тока не должно превышать более 5% при полной нагрузке. Это рекомендуется NEC 210.19 (A) (1) Информационная записка № 4, которая устанавливает ограничение в 3% для филиала. схем и NEC 215.2 (A) (4) Информационная записка № 2, в которой говорится, что 3% лимит для кормушек. Оба они устанавливают ограничение в 5% для обоих. Падение может быть значительно больше во время скачков напряжения или запуска двигателя - иногда от 15% до 25% диапазона, если другие устройства в системе могут выдержать этот кратковременный падение.Падение напряжения в системах постоянного тока должно быть минимальным. или менее 2%.

  3. Для большинства систем 120/240 В, использующих кабели адекватная допустимая нагрузка, падение напряжения не вызывает беспокойства, если длина кабеля не является подходящей более ста футов. Общее практическое правило - проверять падение напряжения. когда длина односторонней цепи в футах превышает напряжение системы количество. Следовательно, используя это правило, можно проверить падение напряжения 240 В. система, если длина цепи превышает 240 футов.

  4. Для уточнения расчета рабочую температуру проводника можно оценить следующим образом: Если рабочий ток равен допустимой нагрузке, указанной в таблицах NEC 310.15, тогда температура может соответствовать рейтингу столбца таблицы. Если операционная ток меньше указанной допустимой нагрузки, тогда температура будет меньше. Поскольку нагрев проводника равен потерям I 2 x R, а нагрев пропорционален повышению температуры проводника, тогда рабочая температура будет примерно (I рабочая / I допустимая нагрузка ) 2 x (T рейтинг - 30C) + 30C.Например, нагрузка 50 А с использованием Для медного проводника с номиналом 75C требуется # 8 AWG в соответствии с таблицей 310. 15 (B) (16). Если размер провода увеличен до # 6 AWG из-за падения напряжения, затем рабочая температура проводника будет (50A / 65A) 2 x (75C - 30C) + 30C = 57C. Это приводит к небольшому снижению напряжения. drop и может быть полезен для маржинальных расчетов.

  5. Все ссылки на NEC см. Национальную ассоциацию противопожарной защиты, NFPA 70 , Национальный электрический кодекс .или Национальный электротехнический кодекс Справочник.

Дополнительная информация о напряжении падение на основе стандартов IEC доступно в Schneider Руководство по электромонтажу.


ОБНОВЛЕНИЕ: 11/4/2009 3-фазный% расчет был скорректирован в 1,732 раза.
ОБНОВЛЕНИЕ: 25.09.2013 добавлено # 16 AWG; Значения переменного тока экстраполированы.
ОБНОВЛЕНИЕ: 27 апреля 2018 добавлены 850 В, 1000 В и 1500 В для солнечных систем постоянного тока. ОБНОВЛЕНИЕ
: 16.10.2018 добавлено 70 В, 80 В, 90 В для систем постоянного тока. ОБНОВЛЕНИЕ
: обновлено 25 февраля 2019 г. и добавлены ссылки NEC, расширены описание методологии, добавлено ПРИМЕЧАНИЕ 4 и ПРИМЕЧАНИЕ 5.ОБНОВЛЕНИЕ
: 4/3/2019 добавлено больше вариантов напряжения между 120 и 208 для солнечных систем постоянного тока

Калькулятор падения напряжения

Калькулятор падения напряжения рассчитает падение напряжения в цепи для длинных проводов на основе напряжения, тока, фаз, проводника, размера провода и расстояния в цепи. Он также рассчитает напряжение на нагрузке и процент падения напряжения.

Калькулятор падения напряжения


Введите информацию ниже, чтобы рассчитать падение напряжения в цепи.

Падение напряжения
Напряжение при нагрузке
Процент падения

Напряжение - Введите напряжение на источнике цепи. Однофазные напряжения обычно 115 В или 120 В, в то время как трехфазное напряжение обычно составляет 208 В, 230 В или 480 В.

Ампер - Введите максимальный ток в амперах, который будет протекать через цепь. Для моторов рекомендуется умножить значение FLA на паспортной табличке на 1,25 для определения диаметра провода.

Проводник - Выберите материал, используемый в качестве проводника в проводе. Общие жилы - медь и алюминий.

Фазы - Выберите количество фаз в цепи. Обычно это однофазный или трехфазный. Для однофазные цепи, требуется три провода.Для трехфазных цепей требуется четыре провода. Один из этих проводов - провод заземления. которые можно уменьшить. Чтобы рассчитать размер провода заземления, используйте калькулятор сечения заземляющего провода.

Размер провода - Выберите размер провода в цепи. Единицы измерения размера провода - AWG или kcmil.

Расстояние - Введите одностороннюю длину проводов в цепи в футах.

Примечание. Результаты этого калькулятора основаны на температуре проводника 75 ° C .

Источник: NFPA 70, Национальный электротехнический кодекс, глава 9, таблица 8

Как рассчитать падение напряжения

Падение напряжения рассчитывается с использованием наиболее универсального из всех электрических законов: закона Ома. Это означает, что потенциал напряжения на проводнике равен ток, протекающий по проводнику, умноженный на общее сопротивление проводника. Другими словами, Vd = I x R.Простая формула была получена из закона Ома для расчета падения напряжения на проводнике.Эта формула может помочь вам определить падение напряжения в цепи, а также сечение провода, который вам понадобится для вашей цепи. исходя из максимального желаемого падения напряжения. Национальный электротехнический кодекс гласит, что падение напряжения в фидерной цепи не должно превышать 5%, а падение напряжения в ответвленной цепи. не должно превышать 3%.

Однофазные схемы

Падение напряжения рассчитывается для однофазных цепей следующим образом:

Вд = Падение напряжения

I = Ток в проводнике (А)

L = длина цепи в одну сторону (футы)

см = площадь поперечного сечения кондуктора (круглые милы)

K = Сопротивление в омах 1 круглого милфута проводника.
Примечание: K = 12,9 для медных проводников при 75 ° C (167 ° F) и K = 21,2 для алюминиевых проводов при 75 ° C (167 ° F).

Трехфазные цепи

Падение напряжения для трехфазных цепей рассчитывается следующим образом:

Vd = 1,73 x K x L x I
См

Vd = падение напряжения

I = Ток в проводнике (А)

L = длина цепи в одну сторону (футы)

см = площадь поперечного сечения кондуктора (круглые милы)

K = Сопротивление в омах 1 круглого милфута проводника.
Примечание: K = 12,9 для медных проводников при 75 ° C (167 ° F) и K = 21,2 для алюминиевых проводов при 75 ° C (167 ° F).

Чтобы рассчитать максимальное расстояние цепи на основе падения напряжения в процентах, используйте Калькулятор расстояния цепи.

Чтобы рассчитать размер провода для цепи, используйте калькулятор размера провода или расширенный калькулятор размера провода. Чтобы рассчитать допустимую нагрузку на провод для цепи, используйте калькулятор допустимой нагрузки на провод или расширенный калькулятор допустимой нагрузки на провод.

Ознакомьтесь с Условиями использования и Политикой конфиденциальности этого сайта.Ваше мнение очень ценится. Сообщите нам, как мы можем улучшить.


Калькулятор падения напряжения - Дюймовый калькулятор

Рассчитайте падение напряжения в цепи переменного или постоянного тока с учетом калибра провода, напряжения, тока и длины. Определите правильный размер цепи, включая минимальный сечение провода и максимальную длину проводника с учетом допустимого падения напряжения.

Расчет минимального сечения проводника

Расчет максимальной длины проводника



Что такое падение напряжения

Падение напряжения - это величина потери напряжения в цепи из-за сопротивления проводника. Падение напряжения является важным фактором при планировании схемы, чтобы позволить оборудованию, использующему схему, работать в соответствии с проектом. Чрезмерное падение напряжения может привести к повреждению оборудования и устройств или возникновению опасности возгорания из-за чрезмерного нагрева.

Как рассчитать падение напряжения

Падение напряжения можно рассчитать по следующей формуле:

падение напряжения VD = (M × K × I × L) ÷ CM

«M» = умножитель фазы: используйте 2 для однофазной цепи или цепи постоянного тока и 3 или 1.732, для трехфазной цепи.

«K» = постоянная величина постоянного тока: используйте 12,9 для медного проводника и 21,2 для алюминиевого проводника. Это равно сопротивлению проводника, длина которого составляет тысячу круглых милов и тысячу футов.

«I» = ток: это ток цепи в амперах. Попробуйте наш калькулятор закона Ома, чтобы преобразовать ватты в амперы.

«L» = длина в футах: это односторонняя длина проводника в футах. Воспользуйтесь нашими калькуляторами преобразования длины, чтобы преобразовать метрические измерения в футы.

«CM» = площадь поперечного сечения: это площадь поперечного сечения проводника в круглых милах. Воспользуйтесь нашим калькулятором калибра провода, чтобы найти площадь проводника в тыс. Мил. Чтобы преобразовать тысячные милы в круглые милы, умножьте тысячные милы на 1000.

Например: Рассчитайте падение напряжения в цепи на 120 В, на чертеже 15 А, используя 25-футовый медный провод 14AWG.


Провод 14AWG имеет длину 4,1067 тыс. Мил, что составляет 4106,7 круглых мил.

VD = (M × K × I × L) ÷ CM
VD = (2 × 12.9 × 15 × 25) ÷ 4,106,7
VD = 9,675 ÷ 4,106,7
VD = 9,675 ÷ 4,106,7
VD = 2,35 вольт

Как оценить размер проводника, необходимый для цепи

Используя уравнение для падения напряжения и небольшую алгебру, минимальный размер проводника в круглых милах для цепи можно найти, используя следующее:

круглые милы CM = (L × M × K × I) ÷ падение напряжения
тыс. мил = CM ÷ 1000

Подставьте значения в формулу, чтобы найти площадь поперечного сечения в круглых милах, затем разделите на 1000, чтобы найти требуемый размер проводника в километрах в мил.Используйте нашу таблицу размеров провода, чтобы найти калибр провода с правильной площадью поперечного сечения.

Например: найдите минимальный калибр проводов, необходимый для схемы на 120 В, при токе 20 А с использованием медного проводника длиной 40 футов с максимальным падением напряжения 3%.


Падение напряжения на 3% составит 3,6 В.

kcmil = ((L × M × K × I) ÷ падение напряжения) ÷ 1000
kcmil = ((40 × 2 × 12,9 × 20) ÷ 3,6) ÷ 1000
kcmil = (20,640 ÷ 3,6) ÷ 1000
kcmil = 5733 ÷ 1000
тыс. Мил = 5.733
12 AWG

Как определить максимальную длину цепи

Максимальную длину проводника в цепи можно определить, переписав формулу для падения напряжения следующим образом:

L = (VD × CM) ÷ (M × K × I)

Как и раньше, подставьте известные значения в формулу, чтобы получить длину в футах.

Например: Найдите максимальную длину проводника для цепи на 120 В и чертежа 15 А с использованием медного проводника 14 AWG с максимальным падением напряжения 3%.


Падение напряжения на 3% составит 3,6 В.
Провод 14 AWG имеет поперечное сечение 4 107 круглых мил.

L = (VD × CM) ÷ (M × K × I)
L = (3,6 × 4,107) ÷ (2 × 12,9 × 15)
L = 14785,2 ÷ 387
L = 38,2 футов

Также посмотрите наш калькулятор стоимости электроэнергии, чтобы узнать, сколько будет стоить питание устройства.

Калькулятор падения напряжения переменного и постоянного тока NEC

Калькулятор падения напряжения реализует Кодекс США NEC.Он включает формулы падения напряжения и примеры того, как рассчитать падение напряжения.

См. Также

Параметры калькулятора падения напряжения

  • Номинальное напряжение (В): Укажите напряжение в вольтах (В). И выберите расположение фаз: 1 фаза переменного тока , 3 фазы переменного тока или постоянного тока .
  • Нагрузка (кВт, кВА, А, л.с.): Укажите нагрузку в А, л.с., кВт или кВА. Укажите cosΦ (коэффициент мощности), если электрическая нагрузка указана в кВт или л.с.
  • Размер кабеля (AWG): Выберите стандартный размер электрического провода в AWG (американский калибр проводов), как определено в NPFA 70 NEC (Национальный электрический кодекс) в США.
  • Расстояние (м, футы): Укажите предполагаемую длину кабеля в метрах или футах.

Что такое падение напряжения?

Падение напряжения - это потеря напряжения в проводе из-за электрического сопротивления и реактивного сопротивления провода. Проблема с падением напряжения:

  • Это может привести к неисправности оборудования.
  • Снижает потенциальную энергию.
  • Это приводит к потере энергии.

Например, если вы питаете нагреватель 10 Ом от источника питания 120 В. А сопротивление провода 1 Ом. Тогда ток будет I = 120 В / (10 Ом + 2 × 1 Ом) = 10 А.

Падение напряжения составит В Падение = 10 А × 2 × 2 Ом = 20 В. Следовательно, для вашего устройства будет доступно только 100 В.

А P = 20 В × 10 А = 200 Вт будет потрачено на тепло в проводе.

Как рассчитать падение напряжения?

Формулы падения напряжения для переменного и постоянного тока показаны в таблице ниже.

1-фазный переменный ток \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {IL 2 Z_c} {1000} \)
3-фазный переменный ток \ (\ Delta V_ { 3 \ phi-ac} = \ dfrac {IL \ sqrt {3} Z_c} {1000} \)
DC \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {IL 2 R_c} {1000} \ )

Где,

  • I - ток нагрузки в амперах (А).2} \)

    Куда,
    • R c - сопротивление провода в Ом / км или Ом / 1000 футов.
    • X c - реактивное сопротивление провода в Ом / км или Ом / 1000 футов.

    Приведенная выше формула для Z c предназначена для худшего случая. Это когда коэффициент мощности кабеля и нагрузки совпадает.

    Вместо полного сопротивления худшего случая можно вычислить объединенный коэффициент мощности кабеля и нагрузки. Однако разница незначительна.И это слишком усложняет расчет.

    Например, рассчитанный импеданс худшего случая для проводника номер 10 составляет 1,2 Ом / 1000 футов. А импеданс для нагрузки с коэффициентом мощности 0,85 составляет 1,1 Ом / 1000 футов.

    Калькулятор падения напряжения использует значения сопротивления R c и реактивного сопротивления X c из таблицы 9 в главе 9 NEC для вычислений как переменного, так и постоянного тока.

    Теоретически для расчета падения напряжения постоянного тока следует использовать значения из таблицы 8.Однако разница незначительна.

    Вот два примера:

    Пример 1: Сопротивление переменному току в таблице 9 для провода номер 10 составляет 1,2 Ом / 1000 футов. Сопротивление постоянному току в таблице 8 составляет 1,24 Ом / 1000 футов. Разница в сопротивлении составляет всего 3%. Фактическое падение напряжения составит 3,09% вместо 3%. То есть чуть хуже.

    Пример 2: Сопротивление переменному току в таблице 9 для проводника номер 12 составляет 2,0 Ом / 1000 футов. Таблица 8 сопротивления постоянному току составляет 1,98 Ом / 1000 футов.Разница в сопротивлении составляет всего 1%. Фактическое падение напряжения составит 2,97% вместо 3%. То есть чуть лучше.

    Что такое допустимое падение напряжения?

    NFPA NEC 70 2020 в США рекомендует следующее допустимое падение напряжения, указанное мелким шрифтом в статьях 210.19 (A) и 215.2 (A).

    Только параллельная цепь 3%
    Объединенная параллельная цепь и фидер 5%

    Проще говоря, максимально допустимое падение напряжения в розетке составляет 5% .

    Примеры расчета падения напряжения

    Пример 1: Пример расчета падения напряжения для жилого помещения 120 В переменного тока, однофазная нагрузка

    Рассчитайте падение напряжения для следующей нагрузки:

    Напряжение 120 В переменного тока, 1 фаза
    Нагрузка 15 А
    Расстояние 100 футов
    Размер проводника 10 AWG

    Значения сопротивления и реактивного сопротивления от NEC для проводника 10 AWG:

    • R c = 3. 2} \)

      \ (Z_c = 1,2 \, \ Omega / 1000 футов \)

      Падение напряжения рассчитывается как:

      \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {I L 2 Z_c} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {15 \ cdot 100 \ cdot 2 \ cdot 1.2} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {1 \ phi-ac} = 3.6 \, V \)

      Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

      \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = \ dfrac {3.6} {120} \ cdot 100 \)

      \ (\% V_ {1 \ phi-ac} = 3 \, \% \)

      Пример 2: Пример расчета падения напряжения для промышленного трехфазного двигателя 480 В переменного тока

      Рассчитайте падение напряжения для следующей нагрузки:

      Напряжение 380 В переменного тока, 3 фазы
      Нагрузка Двигатель 25 л.с., pf 0.86.
      Ток полной нагрузки: 26 A
      КПД игнорируется
      Расстояние 300 футов
      Размер проводника 8 AWG

      Значения сопротивления и реактивного сопротивления для проводника 8 AWG, полученные от NEC, составляют:

      • R c = 2,56 Ом / км или 0,78 Ом / 1000 футов
      • X c = 0,171 Ом / км или 0,052 Ом / 1000 футов

      Импеданс рассчитывается как:

      \ (Z_c = \ sqrt {0. 2} \)

      \ (Z_c = 0,78 \, \ Omega / 1000 футов \)

      Падение напряжения рассчитывается как:

      \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {I L \ sqrt {3} Z_c} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {26 \ cdot 300 \ cdot \ sqrt {3} \ cdot 0.78} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {3 \ phi-ac} = 10,6 В \, В \)

      Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

      \ (\% V_ {3 \ phi-ac} = \ dfrac {10.6} {480} \ cdot 100 \)

      \ (\% V_ {3 \ phi-ac} = 2.2 \, \% \)

      Пример 3: Пример расчета падения напряжения для нагрузки 12 В постоянного тока

      Рассчитайте падение напряжения для следующей нагрузки:

      Напряжение 12 В постоянного тока
      Нагрузка 1 A
      Расстояние 80 футов
      Размер проводника 12 AWG

      Значения сопротивления для 12 AWG проводник:

      • R c = 6. 6 Ом / км или 2,0 Ом / 1000 футов

      Обратите внимание, что реактивное сопротивление не применяется в цепях постоянного тока.

      Значения сопротивления из таблицы 9 (переменный ток) в NEC используются вместо значений сопротивления из таблицы 8 (постоянный ток). Разница незначительна.

      Падение напряжения рассчитывается как:

      \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {I L 2 R_c} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {dc} = \ dfrac {1 \ cdot 80 \ cdot 2 \ cdot 2.0} {1000} \)

      \ (\ Delta V_ {dc} = 0,32 \, V \)

      Падение напряжения в процентах рассчитывается как:

      \ (\% V_ {dc} = \ dfrac {0.32} {12} \ cdot 100 \)

      \ (\% V_ {dc} = 2.7 \, \% \)

      Калькулятор падения напряжения

      - LEX Products

      Что такое падение напряжения?

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

      Какое падение напряжения постоянного тока допустимо?

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

      Основы падения напряжения

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

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

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

      Калькулятор падения напряжения постоянного и переменного тока

      Бесплатный онлайн-калькулятор для расчета падения напряжения и потерь энергии в проводе

      Потери в солнечных фотоэлектрических проводах должны быть ограничены, Потери постоянного тока в цепях солнечных панелей и потери переменного тока на выходе инверторы. Способ ограничить эти потери - минимизировать напряжение падение кабелей. Падение напряжения менее 1% подходит и в любом в случае, если он не должен превышать 3%.

      Экономьте электроэнергию: этот бесплатный онлайн-калькулятор рассчитывает значения переменного и постоянного тока. Мощность, падение напряжения, потери энергии в проводе, резистивный нагрев, для трехфазная и однофазная проводка.
      Заполните желтые поля и нажмите кнопки «рассчитать». Результаты отображается в зеленых полях.


      КАЛЬКУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ И ПОТЕРЯ ЭНЕРГИИ

      КАЛЬКУЛЯТОР ПАДЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА И ПОТЕРЯ ЭНЕРГИИ



      КАК РАССЧИТАТЬ ПЕРЕПАД НАПРЯЖЕНИЯ И ПОТЕРИ ЭНЕРГИИ В ПРОВОДЕ?

      ПАДЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ

      Падение напряжения определяется по следующей формуле:


      Где:

      U: Напряжение постоянного или переменного тока система (В)
      Это напряжение фаза-фаза для 3-фазной системы; напряжение фаза-нейтраль для однофазной системы.
      Пример:
      - Для западноевропейских стран трехфазная цепь обычно имеет напряжение 400 В, а однофазная 230 В.
      - В Северной Америке типичное напряжение трехфазной системы составляет 208 вольт, а однофазное напряжение - 120 вольт.
      Примечание: для падения напряжения постоянного тока в фотоэлектрической системе, напряжение система равна U = Umpp одной панели x количество панелей в серии.
      ΔU: падение напряжения в В (В)
      b: коэффициент длины кабеля, b = 2 для однофазная проводка, b = 1 для трехфазной проводки.
      ρ1: удельное сопротивление в Ом · мм2 / м материала. проводник для заданной температуры. При 20 градусах Цельсия значение удельного сопротивления составляет 0,017 для меди и 0,0265 для алюминия.
      Обратите внимание, что удельное сопротивление увеличивается с температурой. Удельное сопротивление меди достигает 0,023 Ом · мм2 / м при 100 ° C, а удельное сопротивление алюминия достигает 0,037 Ом · мм2 / м при 100 ° C.
      Обычно для расчета падения напряжения в соответствии с электрическими стандартами используется удельное сопротивление при 100 ° C (например, NF C15-100).
      ρ1 = ρ0 * (1 + alpha (T1-T0)), здесь ρ0 = удельное сопротивление при 20 ° C (T0) и альфа = температурный коэффициент на градус C и T1 = температура кабеля.
      T1: Температура кабеля (значение по умолчанию = 100 ° C).
      Обратите внимание, что по опыту проволока с правильным размером не должна иметь внешнюю температуру выше 50 ° C, но она может соответствовать внутренней температуре материала около 100 ° C.
      L: простая длина кабеля (расстояние между источником и прибором) в метрах (м).
      S: сечение кабеля в мм2
      Cos φ: коэффициент мощности, Cos φ = 1 для чисто резистивной нагрузки, Cos φ <1 для индуктивного заряда (обычно 0,8).
      λ: реактивное сопротивление на единицу длины (значение по умолчанию 0,00008 Ом / м)
      Sin φ: sinus (acos (cos φ)).
      Ib: ток в амперах (A)

      NB: для цепи постоянного тока cos φ = 1, поэтому sin φ = 0.

      Падение напряжения в процентах:
      ΔU (%) = 100 x ΔU / U0
      Где:

      ΔU: падение напряжения в В
      U0: напряжение между фазой и нейтраль (пример: 230 В в 3-фазной сети 400 В)

      ПОТЕРЯ ЭНЕРГИИ

      Потери энергии в кабеле в основном связаны с резистивным нагревом кабель.
      Он определяется по следующей формуле:

      E = a x R x Ib²
      Где:

      E: потери энергии в проводах, Ватт (Вт)
      a: номер строки коэффициент, a = 1 для одиночной линии, a = 3 для 3-х фазной цепи.
      R: сопротивление одного активного строка
      Ib: ток в амперах (A)

      R определяется по следующей формуле:
      R = b x ρ1 x L / S

      b: коэффициент длины кабеля, b = 2 для однофазной проводки, b = 1 для трехфазной проводки.
      ρ1: удельное сопротивление материал проводника, 0,017 для меди и 0,0265 для алюминия (температура провода 20 ° C) в Ом.мм2 / м. Удельное сопротивление меди достигает 0,023 Ом · мм2 / м при 100 ° C, а удельное сопротивление алюминия достигает 0,037 Ом · мм2 / м при 100 ° C.
      L: простая длина кабеля (расстояние между источником и прибором) в метрах (м).
      S: сечение кабеля в мм2

      NB: для постоянного тока потери энергии в процентах равны падение напряжения в процентах.


      Диаграмма : Пример потерь падения напряжения в зависимости от поперечного сечения проводов секция для фотоэлектрической системы мощностью 3 кВт с 50 м солнечного кабеля постоянного тока.

      Калькулятор падения напряжения на проводе и уравнения | Инженеры Edge

      Связанные ресурсы: калькулятор падения напряжения

      Калькулятор падения напряжения на проводе и уравнения

      Данные для проектирования КИПиА и электроники | Обзор расчетов падения напряжения

      Этот калькулятор падения напряжения основан на формуле, являющейся достоянием общественности, и предоставит приблизительное значение для использования при проектировании вашей электрической системы. Статьи 210.19 (A) (1) FPN №4 и 215.2 (A) (3) FPN №2 Национального электротехнического кодекса ™ предполагают, что конструкция с падением напряжения не более 3% для фидеров и не более чем в сумме Падение напряжения на 5% в ответвленных цепях до самой дальней розетки «обеспечит разумную эффективность работы».

      Даже несмотря на то, что FPN (мелкие примечания) в этом случае являются не требованиями кода, а рекомендациями, все же хорошей инженерной практикой является строгое соблюдение этих руководящих принципов и даже превышение их там, где это необходимо.Фактически, Раздел 647 «Чувствительное электронное оборудование» требует (не FPN), чтобы падение напряжения на фидерах и ответвлениях не превышало 1,5% и 2,5%, соответственно, и не превышало 1% и 2% соответственно для оборудования с кабельным подключением. К пожарным насосам предъявляются дополнительные требования к максимальному падению напряжения, которые указаны в Разделе 695.

      Если вы увеличиваете размер проводов, чтобы учесть падение напряжения, не забудьте проверить, совместим ли новый размер проводов с наконечниками, к которым они будут прикреплены. Производители автоматических выключателей предоставляют подходящие размеры проводов, а в некоторых случаях предлагают для этой цели дополнительные наконечники большего размера. Кроме того, статья 250 требует, чтобы при увеличении диаметра проводов пропорционально увеличивался и заземляющий провод.

      Взаимодействие с другими людьми Веб-страница не работает, так как JavaScript не включен. Скорее всего, вы просматриваете с помощью веб-сайта Dropbox или другой ограниченной среды браузера.

      © Авторские права 2000-2021, Engineers Edge, LLC www.Engineersedge.com
      Все права защищены
      Отказ от ответственности | Обратная связь | Реклама | Контакты

      Дата / Время:

      .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *