Dom oprema za grijanje

Odredite gubitak napona na uređaju pomoću formule. Online proračun gubitaka napona u kabelu. O čemu ovisi gubitak?

Kod kuće često koristimo prijenosne produžne kabele - utičnice za privremene ( obično ostaju trajno) uključivanje kućanskih aparata: električna grijalica, klima uređaj, glačalo s velikom potrošnjom struje.
Kabel za ovaj produžni kabel obično se odabire prema principu onoga što vam dođe pri ruci, a to ne odgovara uvijek potrebnim električnim parametrima.

Ovisno o promjeru (odnosno presjeku žice u mm2), žica ima određeni električni otpor za prolazak električne struje.

Što je veći presjek vodiča, manji mu je električni otpor, manji je pad napona na njemu. Sukladno tome, manji je gubitak snage u žici zbog njezina zagrijavanja.

Provedimo usporednu analizu gubitka snage za zagrijavanje u žici ovisno o njenom poprečnom smjeru odjeljci. Uzmimo najčešće kabele u svakodnevnom životu s presjekom: 0,75; 1,5; 2,5 mm.kv. za dva produžna kabela s duljinom kabela: L = 5 m i L = 10 m.

Uzmimo kao primjer opterećenje u obliku standardnog električnog grijača s električnim parametrima:
- napon napajanjaU = 220 Vol T ;
— snaga električnog grijača P = 2,2 kW = 2200 W ;
— potrošnja struje I = P/U = 2200 W / 220 V = 10 A.

Iz referentne literature uzmimo podatke o otporu za 1 metar žice različitih presjeka.

Dana je tablica otpora 1 metra žice od bakra i aluminija.

Izračunajmo gubitak snage potrošene na grijanje za poprečni presjek žice S = 0,75 mm.kv.Žica je izrađena od bakra.

Otpor žice od 1 metra (iz tablice) R 1 = 0,023 Ohma.
Duljina kabela L=5 metara.
Duljina žice u kabelu (obalazni put)2 L = 2 · 5 = 10 metara.
Električni otpor žice u kabelu R = 2 · L · R 1 = 2 · 5 · 0,023 = 0,23 Ohma.

Pad napona u kabelu kada struja prolazi I = 10 A htjeti: U = I R = 10 A 0,23 Ohma = 2,3 V.
Gubitak snage zbog zagrijavanja u samom kabelu bit će: P = U I = 2,3 V 10 A = 23 W.

Ako duljina kabela L = 10 m. (isti presjek S = 0,75 mm2), gubitak snage u kabelu bit će 46 W. To je otprilike 2% snage koju električni grijač troši iz mreže.

Za kabele s aluminijskim vodičima istog presjeka S = 0,75 mm.kv.. očitanja se povećavaju i iznose L = 5 m-34,5 W. Za L = 10 m - 69 W.

Svi proračunski podaci za kabele presjeka 0,75; 1,5; 2,5 mm.kv. za duljinu kabela L = 5 i L = 10 metara dani su u tablici.
Gdje je: S – presjek žice u mm2;
R 1– otpor 1 metra žice u Ohmima;
R - otpor kabela u Ohmima;
U – pad napona u kabelu u Voltima;
P – gubitak snage u kabelu u vatima ili kao postotak.

Kakve zaključke treba izvući iz ovih izračuna?

— Uz isti presjek bakreni kabel ima veću granicu sigurnosti i manji gubitak električne energije zbog zagrijavanja žice P.
— Kako se duljina kabela povećava, gubici P rastu. Da bi se nadoknadili gubici, potrebno je povećati presjek žica kabela S.
— Preporučljivo je odabrati kabel s gumenim omotačem, a žile kabela trebaju biti višežilne.

Za produžni kabel preporučljivo je koristiti euro utičnicu i euro utikač. Igle Euro utikača imaju promjer od 5 mm. Jednostavan električni utikač ima klin promjera 4 mm. Euro utikači su dizajnirani da nose više struje nego obična utičnica i utikač. Što je veći promjer klinova utikača, to je veća kontaktna površina na spoju utikača i utičnice,dakle manji kontaktni otpor. To pridonosi manjem zagrijavanju na spoju utikača i utičnice.

Pri projektiranju električnih mreža s malim strujama često se računaju gubici napona u vodičima. Dobiveni rezultati zatim se koriste za određivanje optimalnog presjeka vodiča sa strujom. Ako se napravi pogreška tijekom odabira žica i kabela, električni sustav će brzo propasti ili se uopće neće pokrenuti. Za izvođenje potrebnih izračuna koriste se posebne formule ili internetski kalkulatori.

Razlozi gubitaka

Svaki električar zna da se kabeli sastoje od jezgri. Izrađeni su od bakra ili aluminija i prekriveni izolacijskim slojem. Za zaštitu od mehaničkih oštećenja vodiči se stavljaju u dodatni polimerni omotač. Budući da su vodiči s strujom gusto smješteni i stisnuti zaštitnim premazom, kada je linija duga, počinju raditi na principu kondenzatora. Pojednostavljeno rečeno, u jezgrama se stvara naboj koji ima kapacitivnu reaktanciju.

Dijagram gubitka napona u žicama izgleda ovako:

Ako se ovaj proces grafički prikaže, tada će segment AD biti pokazatelj gubitaka.

Izvođenje takvih izračuna ručno je prilično teško i sada se često koristi online kalkulator. Gubici napona izračunati uz njegovu pomoć ispadaju prilično točni, a pogreška je minimalna.

Posljedice smanjenja napona

U skladu s regulatornom dokumentacijom, gubici na glavnoj liniji od transformatora do najudaljenije točke za javne objekte ne smiju prelaziti 9%. Što se tiče mogućih gubitaka na mjestu gdje vod ulazi u krajnjeg korisnika, ta brojka ne smije biti veća od 4%.

U slučaju odstupanja od navedenih granica moguće su sljedeće posljedice:

Hlapljiva oprema neće moći normalno funkcionirati.
Ako je ulazni napon nizak, električni uređaji mogu se pokvariti.
Trenutni teret neće biti ravnomjerno raspoređen između potrošača.

Na karakteristike vodova postavljaju se visoki zahtjevi. Pri njihovom projektiranju potrebno je izračunati moguće gubitke ne samo u glavnim mrežama, već iu sekundarnim.

Za izračunavanje gubitaka napona može se koristiti nekoliko metoda. Vrijedno je razmotriti sve kako bi svaki električar mogao odabrati najatraktivnije ovisno o situaciji.

Korištenje tablica i formula

U praksi se kod postavljanja električne mreže koriste bakreni ili aluminijski vodiči. Poznavajući otpornost ovih materijala, kao i snagu struje i otpor žice, možete koristiti sljedeće formule za pad napona:

Kućni majstor, pa čak i stručnjak, mogu koristiti posebne tablice. Ovo je prilično prikladan i jednostavan način za izvođenje potrebnih izračuna. Međutim, u nekim slučajevima potrebno je dobiti najpouzdaniji rezultat, uzimajući u obzir pokazatelje aktivne i reaktancije. U takvoj situaciji morate koristiti složeniju formulu:

Kako bi se osiguralo optimalno opterećenje u trofaznoj mreži, svaka faza mora biti ravnomjerno opterećena. Da bi se riješio ovaj problem, elektromotore treba spojiti na linearne vodiče, a svjetiljke spojiti između neutralnog voda i faza.

Online usluge

Korištenje formula, grafikona i tablica prilično je naporan proces. Nije uvijek potrebno dobiti najtočnije rezultate, au takvoj situaciji vrijedi koristiti online kalkulatore. Ove usluge rade na sljedeći način:

U program se unose pokazatelji struje, materijal vodiča, presjek vodiča pod strujom i duljina voda.
Također ćete morati dati podatke o broju faza, mrežnom naponu, snazi i temperaturi linije tijekom rada.
Nakon unosa svih potrebnih podataka program će automatski izvršiti sve potrebne izračune.

U fazi preliminarnog dizajna vrijedi koristiti nekoliko usluga, a zatim odrediti prosječnu vrijednost. Treba priznati da postoji određena pogreška u izračunima pri korištenju online kalkulatora.

Smanjite gubitke

Sasvim je očito da gubici ovise o duljini vodiča u vodu. Što je veći ovaj parametar, to više napon pada. Za smanjenje gubitaka može se koristiti nekoliko metoda:

Potonja metoda izvrsno funkcionira u energetskim mrežama koje imaju nekoliko rezervnih linija. Također treba imati na umu da napon može pasti kako se temperatura kabela povećava. Ako se tijekom instalacije kabela koriste dodatne mjere toplinske izolacije, gubici se mogu smanjiti.

U energetici je proračun pada napona na glavnom vodu jedan od najvažnijih zadataka. Ako su svi izračuni ispravno izvedeni, tada potrošač neće imati problema s radom električne opreme.

Električni uređaji zahtijevaju određene mrežne parametre za rad. Žice imaju otpornost na električnu struju, pa je pri odabiru presjeka kabela potrebno uzeti u obzir pad napona u žicama.

Što je pad napona

Prilikom mjerenja u različitim dijelovima žice kroz koju teče električna struja, uočava se promjena potencijala dok se kreće od izvora prema teretu. Razlog tome je otpor žica.

Kako se mjeri pad napona?

Postoje tri načina za mjerenje pada:

Dva voltmetra. Mjerenja se vrše na početku i kraju kabela;
Naizmjenično na različitim mjestima. Nedostatak metode je da se tijekom prijelaza opterećenje ili parametri mreže mogu promijeniti, što će utjecati na očitanja;
Jedan uređaj spojen paralelno na kabel. Pad napona u kabelu je mali, a spojne žice su dugačke, što dovodi do grešaka.

Važno! Pad napona može biti od 0,1 V, pa se koriste uređaji s klasom točnosti od najmanje 0,2.

Otpornost metala

Električna struja je usmjereno kretanje nabijenih čestica. U metalima, to je kretanje slobodnih elektrona kroz kristalnu rešetku, koja se opire tom kretanju.

U izračunima se otpornost označava slovom "p" i odgovara otporu jednog metra žice s presjekom od 1 mm².

Za najčešće metale koji se koriste za izradu žica, bakar i aluminij, ovaj parametar je 0,017 odnosno 0,026 Ohm*m/mm². Otpor komada žice izračunava se po formuli:

R=(p*l)/S, gdje je:

l – duljina,
S – presjek kabela.

Na primjer, 100 metara bakrene žice presjeka od 4 mm² ima otpor od 0,425 Ohma.

Ako je presjek S nepoznat, tada se, znajući promjer vodiča, izračunava kao:

S=(π*d²)/4, gdje je:

π – broj “pi” (3.14),
d – promjer.

Kako izračunati gubitak napona

Prema Ohmovom zakonu, kada struja teče kroz otpor, na njemu se pojavljuje razlika potencijala. U ovom dijelu kabela, pri struji od 53 A, dopuštenoj s otvorenom instalacijom, pad će biti U=I*R=53A*0,425Ohm=22,5V.

Za normalan rad električne opreme mrežni napon ne smije prelaziti ±5%. Za kućnu mrežu 220V je 209-231V, a za trofaznu mrežu 380V dopuštene granice fluktuacije su 361-399V.

Promjenom potrošnje i struje u električnim kabelima mijenja se pad napona u vodičima i njegova vrijednost u blizini potrošača. Ove se fluktuacije moraju uzeti u obzir pri projektiranju izvora napajanja.

Odabir na temelju prihvatljivih gubitaka

Prilikom izračunavanja gubitaka potrebno je uzeti u obzir da jednofazna mreža koristi dvije žice, Sukladno tome, mijenja se formula za izračunavanje pada napona:

U trofaznoj mreži situacija je složenija. S jednolikim opterećenjem, na primjer, u elektromotoru, snage povezane s faznim žicama međusobno se kompenziraju, struja ne teče kroz neutralnu žicu, a njezina se duljina ne uzima u obzir u izračunima.

Ako je opterećenje neravnomjerno, kao u električnim štednjacima, u kojima se može uključiti samo jedan grijaći element, tada se izračun provodi prema pravilima jednofazne mreže.

Kod dalekovoda, osim aktivnih, uzimaju se u obzir i induktivna i kapacitivna reaktancija.

Izračun se može napraviti pomoću tablica ili pomoću online kalkulatora. U prethodno navedenom primjeru, u jednofaznoj mreži i na udaljenosti od 100 metara, potreban presjek bit će najmanje 16 mm², au trofaznoj mreži - 10 mm².

Odabir poprečnog presjeka kabela za grijanje

Struja koja teče kroz otpor oslobađa energiju P čija se vrijednost izračunava po formuli:

U kabelu iz prethodnog primjera P=40A²*0.425Ohm=680W. Unatoč duljini, to je dovoljno za zagrijavanje vodiča.

Kada se žica zagrije iznad dopuštene temperature, dolazi do kvara izolacije, što dovodi do kratkog spoja. Veličina dopuštene struje ovisi o materijalu vodiča, izolaciji i uvjetima ugradnje. Za odabir morate koristiti posebne tablice ili online kalkulator.

Kako smanjiti pad napona u kabelu

Prilikom polaganja električnih instalacija na velikim udaljenostima, odabrani presjek kabela za dopušteni pad napona je mnogo puta veći od izbora za grijanje, što dovodi do povećanja troškova napajanja. Ali postoje načini za smanjenje ovih troškova:

Povećajte potencijal na početku dovodnog kabela. To je moguće samo kada je spojen na zasebni transformator, na primjer, u turističkom naselju ili mikrodistriktu. Ako se neki potrošači isključe, potencijal u utičnicama ostalih bit će precijenjen;
Ugradnja u blizini opterećenja stabilizatora. To zahtijeva troškove, ali jamči konstantne mrežne parametre;
Kada spajate opterećenje od 12-36 V preko transformatora ili napajanja, postavite ih blizu potrošača.

Referenca. Kada se napon smanji, povećava se struja u mreži, pad napona i potreban presjek žice.

Načini smanjenja gubitaka u kabelu

Osim što ometa normalan rad električnih uređaja, pad napona u žicama dovodi do dodatnih troškova energije. Ti se troškovi mogu smanjiti na različite načine:

Povećanje presjeka dovodnih žica. Ova metoda zahtijeva značajne troškove zamjene kabela i pažljivo ispitivanje izvedivosti;
Smanjenje duljine linije. Ravna linija koja povezuje dvije točke uvijek je kraća od krivulje ili izlomljene linije. Stoga, pri projektiranju mreža napajanja vodove treba postaviti što je moguće kraće;
Smanjenje temperature okoline. Kada se zagrijava, povećava se otpornost metala, a gubici električne energije u kabelu se povećavaju;
Smanjenje opterećenja. Ova opcija je moguća ako postoji veliki broj potrošača i izvora energije;
Dovođenje cosφ na 1 blizu opterećenja. To smanjuje potrošnju struje i gubitke.

Važno! Sve promjene moraju se prikazati na dijagramima.

Za tvoju informaciju. Poboljšanje ventilacije u kabelskim policama i drugim strukturama smanjuje temperaturu, otpor i gubitke u liniji.

Za postizanje maksimalnog učinka potrebno je kombinirati ove metode međusobno i s drugim metodama uštede energije.

Proračun pada napona i gubitaka električne energije u kabelu važan je pri projektiranju sustava napajanja i kabelskih vodova.

Video

Žice i kabeli su dizajnirani za prijenos električne energije do potrošača. U tom slučaju napon u produženom vodiču opada proporcionalno njegovom otporu i veličini struje koja prolazi. Kao rezultat toga, napon koji se isporučuje potrošaču je nešto manji nego što je bio na izvoru (na početku linije). Duž cijele duljine žice, potencijal će se mijenjati zbog gubitaka u njemu.

Gubici napona u kućnoj rasvjeti

Presjek kabela odabran je tako da osigura njegovu operativnost pri danoj maksimalnoj struji. U ovom slučaju treba uzeti u obzir njegovu duljinu, o kojoj ovisi još jedan važan parametar - pad napona.

Električni vodovi se biraju prema normaliziranoj vrijednosti ekonomske gustoće struje i izračunava se pad napona. Njegovo odstupanje od originala ne smije prelaziti navedene vrijednosti.

Jačina struje koja prolazi kroz vodič ovisi o priključenom opterećenju. Povećanjem se povećavaju i gubici grijanja.

Gornja slika prikazuje krug za napajanje rasvjete naponom, gdje su gubici napona naznačeni na svakom dijelu. Najudaljenije opterećenje je najvažnije i kod njega dolazi do najvećeg gubitka napona.

Gubitak napona

Proračun gubitka napona ∆Una dijelu duljine lancaLučiniti prema formuli:

∆U = (P∙r 0 +Q∙x 0)∙L/ U nom, gdje

P i Q – snaga, W i var (aktivna i jalova);
r 0 i x 0 – aktivni i reaktivni otpor voda, Ohm/m;
U nom – nazivni napon, V.
U nom je naznačen u karakteristikama električnih uređaja.

Prema PUE, dopuštena odstupanja napona od norme su sljedeća:

strujni krugovi - ne više od ±5%;
sheme rasvjete za stambene prostore i vanjske zgrade - do ±5%;
rasvjeta poduzeća i javnih zgrada – od +5% do -2,5%.

Ukupni gubitak napona od transformatorskih podstanica do najudaljenijeg opterećenja u javnim i stambenim zgradama ne smije biti veći od 9%. Od toga se 5% odnosi na dionicu do glavnog ulaza i 4% od ulaza do potrošača. U skladu s GOST 29322-2014, nazivni napon u trofaznim mrežama je 400 V. U ovom slučaju dopušteno je odstupanje od ±10% u normalnim radnim uvjetima.

Potrebno je osigurati ravnomjerno opterećenje u trofaznim vodovima na 0,4 kV. Ovdje je važno da svaka faza bude ravnomjerno opterećena. Da bi se to postiglo, elektromotori su spojeni na linearne žice, a rasvjeta je spojena između faza i nule, čime se izjednačavaju opterećenja između faza.

Vrijednosti struje ili snage koriste se kao početni podaci. Za duge vodove, induktivna reaktancija se uzima u obzir kada se izračunava ∆U u vodu.

Otpor x 0 žica uzima se u rasponu od 0,32 do 0,44 Ohm/km.

Proračun gubitaka u vodičima provodi se prema prethodno danoj formuli, gdje je zgodno podijeliti desnu stranu na aktivne i reaktivne komponente:

∆U = P∙r 0 ∙L / U nom + Q∙x 0 ∙L/ U nom,

Spoj opterećenja

Opterećenje je povezano na različite načine. Najčešći su sljedeći:

spajanje tereta na kraju linije (slika a dolje);
ravnomjerna raspodjela opterećenja duž duljine linije (slika b);
vod L1, na koji je spojen još jedan vod L2 s ravnomjerno raspoređenim opterećenjem (slika c).

Dijagram koji prikazuje kako spojiti opterećenja s električne ploče

Proračun vodova na gubitak napona

Odabir prosječne vrijednosti reaktancije za vodiče od aluminija ili čelika-aluminija, na primjer, 0,35 Ohm/km.
Proračun opterećenja P, Q.
Izračun reaktivnog gubitka:

∆U p = Q∙x 0 ∙L/U nom.

Određivanje dopuštenog aktivnog gubitka iz razlike između navedenog gubitka napona i izračunatog reaktivnog:

∆U a = ∆U – ∆U p .

Presjek žice nalazi se iz relacije:

s = P∙L∙r 0 /(∆U a ∙U nom).

Odabir najbliže vrijednosti presjeka iz serije standarda i određivanje aktivnog i reaktivnog otpora po 1 km voda iz tablice.

Na slici je prikazan niz poprečnih presjeka kabelskih žila različitih veličina.

Kabelske jezgre različitih sekcija

Na temelju dobivenih vrijednosti izračunava se prilagođena vrijednost pada napona prema prethodno navedenoj formuli. Ako prelazi dopuštenu vrijednost, trebali biste uzeti veću žicu iz istog reda i napraviti novi izračun.

Primjer 1. Proračun kabela pod aktivnim opterećenjima.

Za izračun kabela prije svega treba odrediti ukupno opterećenje svih potrošača. Kao početna vrijednost može se uzeti P = 3,8 kW. Jačina struje određena je dobro poznatom formulom:

Ako su sva opterećenja aktivna, cosφ=1.

Zamjenom vrijednosti u formulu možete pronaći struju koja će biti jednaka: I = 3,8∙1000/220 = 17,3 A.

Prema tablicama, nalazi se presjek u kabelu, za bakrene vodiče je 1,5 mm 2.

Sada možete pronaći otpor kabela dugog 20 m: R=2∙r 0 ∙L/s=2∙0,0175 (Ohm∙mm 2)∙20 (m)/1,5 (mm 2)=0,464 Ohma.

Formula za izračunavanje otpora za dvožilni kabel uzima u obzir duljinu obje žice.

Odredivši vrijednost otpora kabela, lako možete pronaći gubitak napona: ∆U=I∙R/U∙100% =17,3 A∙0,464 Ohm/220 V∙100%=3,65%.

Ako je nazivni napon na ulazu 220 V, tada su dopuštena odstupanja od opterećenja 5%, a dobiveni rezultat ga ne prelazi. Ako je tolerancija prekoračena, bilo bi potrebno uzeti veću žicu iz standardnog asortimana, presjeka 2,5 mm 2.

Primjer 2. Proračun pada napona pri napajanju elektromotora.

Električni motor troši struju pod sljedećim parametrima:

I nom = 100 A;
cos φ = 0,8 u normalnom načinu rada;
I pokretanje = 500 A;
cos φ = 0,35 pri pokretanju;
Pad napona na električnoj ploči koja distribuira struju od 1000 A je 10 V.

Na sl. a ispod je shema napajanja elektromotora.

Krugovi napajanja za elektromotor (a) i rasvjetu (b)

Kako bi se izbjegle kalkulacije, koriste se tablice koje su dovoljno točne za praktičnu upotrebu s već izračunatim ∆U između faza u kabelu duljine 1 km pri trenutnoj vrijednosti od 1 A. Tablica u nastavku uzima u obzir vrijednosti presjeka jezgre, materijale vodiča i vrstu kruga.

Tablica za određivanje gubitka napona u kabelu

Presjek u mm 2		Jednofazni krug			Uravnoteženi trofazni krug
		Snaga motora		Rasvjeta	Snaga motora		Rasvjeta
		Obični rob. način rada	Pokreni		Obični rob. način rada	Pokreni
Cu	Al	cos = 0,8	cos = 0,35	cos = 1	cos = 0,8	cos = 0,35	cos = 1
1.5		24	10,6	30	20	9,4	25
2,5		14,4	6,4	18	12	5,7	15
4		9,1	4,1	11,2	8	3,6	9,5
6	10	6,1	2,9	7,5	5,3	2,5	6,2
10	16	3,7	1,7	4,5	3,2	1,5	3,6
16	25	2,36	1,15	2,8	2,05	1	2,4
25	35	1,5	0,75	1,8	1,3	0,65	1,5
35	50	1,15	0,6	1,29	1	0,52	1,1
50	70	0,86	0,47	0,95	0,75	0,41	0,77
70	120	0,64	0,37	0,64	0,56	0,32	0,55
95	150	0,48	0,30	0,47	0,42	0,26	0,4
120	185	0,39	0,26	0,37	0,34	0,23	0,31
150	240	0,33	0,24	0,30	0,29	0,21	0,27
185	300	0,29	0,22	0,24	0,25	0,19	0,2
240	400	0,24	0,2	0,19	0,21	0,17	0,16
300	500	0,21	0,19	0,15	0,18	0,16	0,13

Pad napona tijekom normalnog rada elektromotora bit će:

∆U% = 100∆U/U nom.

Za presjek od 35 mm, 2 ∆U za struju od 1 A bit će 1 V/km. Tada će uz struju od 100 A i duljinu kabela od 0,05 km gubici biti jednaki ∆U = 1 V/A km∙100 A∙ 0,05 km = 5 V. Kada im se pribroji pad napona na ploči od 10 V, ukupni gubici ∆ U ukupno = 10 V + 5 V = 15 V. Kao rezultat toga, postotak gubitaka bit će:

∆U% = 100∙15/400 = 3,75%.

Ova vrijednost je znatno manja od dopuštenih gubitaka (8%) i smatra se prihvatljivom.

Kada se elektromotor pokrene, njegova struja se povećava na 500 A. To je 400 V više od njegove nazivne struje. Opterećenje na razvodnoj ploči će se povećati za isti iznos. Bit će 1400 A. Pad napona na njemu će se proporcionalno povećati:

∆U = 10∙1400/1000 = 14 V.

Prema tablici, pad napona u kabelu bit će: ∆U = 0,52∙500∙0,05 = 13 V. Ukupno, gubici pri pokretanju motora bit će ∆U ukupno = 13+14 = 27 V. Zatim biste trebali odrediti koliko će to biti kao postotni odnos: ∆U = 27/400∙100 =6,75%. Rezultat je u prihvatljivim granicama, jer ne prelazi granicu od 8%.

Zaštitu elektromotora treba odabrati tako da odzivni napon bude veći nego kod pokretanja.

Primjer 3. Izračun ∆U u krugovima rasvjete.

Tri jednofazna kruga rasvjete spojena su paralelno na trofazni četverožilni dovodni vod koji se sastoji od vodiča od 70 mm 2, dugih 50 m, koji nose struju od 150 A. Rasvjeta je samo dio opterećenja linije (Sl. b iznad).

Svaki rasvjetni krug izrađen je od bakrene žice duljine 20 m, presjeka 2,5 mm 2 i teče struja od 20 A. Sva tri trošila spojena su na istu fazu. U ovom slučaju, dalekovod je uravnotežen po opterećenju.

Potrebno je odrediti pad napona u svakom od krugova rasvjete.

Pad napona u trofaznom vodu određen je efektivnim opterećenjem navedenim u uvjetima primjera: ∆U fazni vod = 0,55∙150∙0,05 = 4,125 V. Ovo je gubitak između faza. Da biste riješili problem, trebate pronaći gubitke između faze i nule: ∆U linija fn = 4,125/√3 = 2,4 V.

Pad napona za jedan jednofazni krug je ∆U ukupno = 18∙20∙0,02=7,2 V. Ako zbrojite gubitke u opskrbnom vodu i krugu, tada će ukupno biti ∆U ukupno = 2,4+7,2 = 9,6 V. Kao postotak, to će biti 9,6/230∙100 = 4,2%. Rezultat je zadovoljavajući jer je manji od dopuštene vrijednosti od 6%.

Provjera napona. Video

Kako provjeriti pad napona na različitim vrstama kabela pogledajte u videu ispod.

Prilikom spajanja električnih uređaja važno je pravilno izračunati i odabrati opskrbne kabele i žice tako da gubici napona u njima ne prelaze dopuštene vrijednosti. Njima se pridodaju i gubici u opskrbnoj mreži, što treba zbrojiti.

Da bi se osigurala opskrba naponom od razdjelnog uređaja do krajnjeg potrošača, koriste se vodovi. Mogu biti nadzemni ili kabelski i imaju značajnu duljinu.

Kao i svi vodiči, imaju otpor koji ovisi o duljini i što su duži to je veći gubitak napona.

A što je linija duža, to će gubitak napona biti veći. Oni. Napon na ulazu i na kraju linije bit će različit.

Kako bi oprema radila bez kvarova, ti se gubici normaliziraju. Njihova ukupna vrijednost ne smije biti veća od 9%.

Maksimalni pad napona na ulazu je pet posto, a do najudaljenijeg potrošača ne više od četiri posto. U trofaznoj mreži s mrežom od tri ili četiri žice ta brojka ne smije prelaziti 10%.

Ako ovi pokazatelji nisu zadovoljeni, krajnji korisnici neće moći osigurati nominalne parametre. Kada se napon smanji, pojavljuju se sljedeći simptomi:

Rasvjetni uređaji koji koriste žarulje sa žarnom niti počinju raditi (svijetliti) na pola žarulje;
Kada se elektromotori uključe, startna sila na osovini se smanjuje. Kao rezultat, motor se ne okreće, a kao rezultat, namoti se pregrijavaju i kvare;
Neki električni uređaji se ne uključuju. Nema dovoljno napona, a drugi uređaji mogu pokvariti nakon uključivanja;
Instalacije koje su osjetljive na ulazni napon su nestabilne, a izvori svjetlosti koji nemaju žarnu nit možda se neće uključiti.

Električna energija se prenosi nadzemnom ili kabelskom mrežom. Nadzemni su od aluminija, dok kabelski mogu biti aluminijski ili bakreni.

Uz aktivni otpor, kabeli sadrže i kapacitivnu reaktanciju. Stoga gubitak snage ovisi o duljini kabela.

Razlozi koji dovode do smanjenja napona

Gubici napona u električnim vodovima nastaju iz sljedećih razloga:

Kroz žicu prolazi struja koja je zagrijava, zbog čega se povećava aktivni i kapacitivni otpor;
Trofazni kabel sa simetričnim opterećenjem ima iste vrijednosti napona na jezgrama, a struja neutralne žice težit će nuli. To vrijedi ako je opterećenje konstantno i čisto aktivno, što je u stvarnim uvjetima nemoguće;
U mrežama, osim aktivnog opterećenja, postoji i reaktivno opterećenje u obliku namota transformatora, reaktora itd. i kao rezultat toga, u njima se pojavljuje induktivna snaga;
Kao rezultat toga, otpor će se sastojati od aktivnog, kapacitivnog i induktivnog. Utječe na gubitke napona u mreži.

Gubici struje ovise o duljini kabela. Što je dulji, otpor je veći, što znači da su i gubici veći. Iz toga slijedi da gubici snage u kabelu ovise o duljini ili duljini voda.

Izračun vrijednosti gubitka

Kako bi se osigurala operativnost opreme, potrebno je napraviti izračun. Izvodi se u trenutku projektiranja. Trenutačna razina razvoja računalne tehnologije omogućuje izračune pomoću online kalkulatora, koji vam omogućuje brzo izračunavanje gubitaka snage kabela.

Za izračun samo unesite potrebne podatke. Postavite trenutne parametre - izravne ili izmjenične. Materijal dalekovoda je aluminij ili bakar. Navedite prema kojim se parametrima izračunava gubitak snage - presjekom ili promjerom žice, strujom opterećenja ili otporom.

Dodatno navedite mrežni napon i temperaturu kabela (ovisno o radnim uvjetima i načinu instalacije). Ove vrijednosti umetnute su u tablicu izračuna i izračunate pomoću elektroničkog kalkulatora.

Možete napraviti izračun na temelju matematičkih formula. Za ispravno razumijevanje i procjenu procesa koji se odvijaju tijekom prijenosa električne energije koristi se vektorski oblik prikaza karakteristika.

A kako bi se smanjili izračuni, trofazna mreža predstavljena je kao tri jednofazne mreže. Otpor mreže se prikazuje kao serijski spoj aktivnog i reaktivnog otpora na otpor opterećenja.

U ovom slučaju, formula za izračun gubitka snage u kabelu značajno je pojednostavljena. Da biste dobili potrebne parametre, koristite formulu.

Ova formula prikazuje gubitak snage kabela kao funkciju struje i otpora raspoređenih duž duljine kabela.

Međutim, ova formula vrijedi ako znate snagu i otpor struje. Otpor se može izračunati pomoću formule. Za bakar će biti jednak p=0,0175 Ohm*mm2/m, a za aluminij p=0,028 Ohm*mm2/m.

Znajući vrijednost otpora, izračunajte otpor koji će se odrediti formulom

R=r*I/S, gdje je r otpornost, I je duljina linije, S je površina poprečnog presjeka žice.

Da biste izračunali gubitke napona duž duljine kabela, morate zamijeniti dobivene vrijednosti u formulu i izvršiti izračune. Ovi izračuni mogu se napraviti prilikom postavljanja električnih mreža ili sigurnosnih sustava i video nadzora.

Ako se ne izvrše proračuni gubitaka snage, to može dovesti do smanjenja napona napajanja potrošača. Kao rezultat toga, kabel će se pregrijati, može postati vrlo vruć, a kao rezultat toga, izolacija će biti oštećena.

Što može uzrokovati električni udar ili kratki spoj kod ljudi. Pad mrežnog napona može dovesti do kvara elektroničke opreme.

Stoga je pri projektiranju električnih instalacija važno izračunati gubitak napona u opskrbnim žicama i položenom kabelu.

Metode smanjenja gubitaka

Gubici snage mogu se smanjiti na sljedeće načine:

Povećajte presjek vodiča. Kao rezultat toga, otpor će se smanjiti i gubici će se smanjiti;
Smanjena potrošnja energije. Ova se postavka ne može uvijek promijeniti;
Promjena duljine kabela.

Smanjenje snage i promjena duljine voda praktički je nemoguće. Stoga, ako povećate poprečni presjek žice bez izračuna, tada će na dugoj liniji to dovesti do neopravdanih troškova.

To znači da je vrlo važno napraviti izračun koji će vam omogućiti da ispravno izračunate gubitke snage u kabelu i odaberete optimalni poprečni presjek žila.