Лого ddecad.ru
Расчет падения напряжения при питании шлейфом

Расчет падения напряжения при питании потребителей шлейфом



style="display:block"
data-ad-client="ca-pub-9630814324223992"
data-ad-slot="4654764499"
data-ad-format="auto">

Расчет падения напряжения при питании шлейфом
Расчет падения напряжения при питании потребителей по радиальным схемам достаточно прост. Один участок, одно сечение кабеля, одна длина, один ток нагрузки. Подставляем эти данные в формулу и получаем результат.

При питании потребителей по магистральным схемам (шлейфом) расчет падения напряжения выполнить сложнее. Фактически, приходится выполнять несколько расчетов падения напряжения для одной линии: нужно выполнять расчет падения напряжения для каждого участка. Дополнительные сложности возникают при изменении потребляемой мощности электроприемников, запитанных по магистральной схеме. Изменение мощности одного электроприемника отражается на всей цепочке.

Насколько часто на практике встречается питание по магистральным схемам и шлейфом? Примеров привести можно много:

  • В групповых сетях — это сети освещения, розеточные сети.
  • В жилых домах этажные щиты запитаны по магистральным схемам.
  • В промышленных и коммерческих зданиях также часто применяются магистральные схемы питания и питания шлейфом щитов.
  • Шинопровод является примером питания потребителей по магистральной схеме.
  • Питание опор наружного освещения дорог.

Рассмотрим расчет падения напряжения на примере наружного освещения.

Предположим, что нужно выполнить расчет падения напряжения для четырёх столбов наружного освещения, последовательно запитанных от щита наружного освещения ЩНО.

Длина участков от щита до столба, между столбами: L1, L2, L3, L4.
Ток, протекающий по участкам: I1, I2, I3, I4.
Падение напряжения на участках: dU%1, dU%2, dU%3, dU%4.
Ток, потребляемый светильниками на каждом столбе, Ilamp.

Столбы запитаны шлейфом, соответственно:

  • I4=Ilamp
  • I3=I4+Ilamp
  • I2=I3+Ilamp
  • I1=I2+Ilamp

Ток, потребляемый лампой, неизвестен, зато известна мощность лампы и её тип (либо из каталога, либо по п.6.30 СП 31-110-2003).

Ток определяем по формуле:

Расчет падения напряжения при питании шлейфом. Формула расчета полного фазного тока

Формула расчета полного фазного тока

Iф — полный фазный ток
P — активная мощность
Uф — фазное напряжение
cosφ — коэффициент мощности
Nф — число фаз (Nф=1 для однофазной нагрузки, Nф=3 для однофазной нагрузки)

Напомню, что линейное (междуфазное) напряжение больше фазного напряжения в √3 раз:
Соотношение линейного (междуфазного) и фазного напряжения

При расчете падения напряжения в трехфазной сети подразумевают падение линейного напряжения, в однофазных — однофазного.

Расчет падения напряжения выполняется по формулам:



style="display:block"
data-ad-client="ca-pub-9630814324223992"
data-ad-slot="4155870382"
data-ad-format="auto">

Расчет падения напряжения при питании шлейфом. Формула для расчета в трехфазной цепи

Формула расчета падения напряжения в трехфазной цепи


Расчет падения напряжения при питании шлейфом. Формула расчета падения напряжения в однофазной цепи

Формула расчета падения напряжения в однофазной цепи

Iф — полный фазный ток, протекающий по участку
R — сопротивление участка
cosφ — коэффициент мощности

Сопротивление участка рассчитывается по формуле
Формула для расчета сопротивления
ρ — удельной сопротивление проводника (медь, алюминий)
L — длина участка
S — сечение проводника
N — число параллельнопроложенных проводников в линии

Обычно в каталогах приводят удельные значения сопротивления для различных сечений проводников
Формула расчета удельного сопротивления
При наличии информации об удельных сопротивлениях проводников формулы расчета падения напряжения принимают вид:

Расчет падения напряжения при питании шлейфом. Формула для расчета в трехфазной цепи

Формула расчета падения напряжения в трехфазной цепи


Формула расчета падения напряжения в однофазной цепи

Формула расчета падения напряжения в однофазной цепи

Подставляя в формулу соответствующие значения токов, удельных сопротивлений, длины, количества параллельнопроложенных проводников и коэффициента мощности, вычисляем величину падения напряжения на участке.

Нормативными документами регламентируется величина относительного падения напряжения (в процентах от номинального значения), которая рассчитывается по формуле:
Формула расчета относительного падения напряжения
U — номинальное напряжение сети.

Формула расчета относительного падения напряжения одинакова для трехфазной и однофазной сети. При расчете в трехфазной сети нужно подставлять трехфазное падение и номинальное напряжения, при расчете в однофазной сети — однофазные:

Формула расчета относительного падения напряжения в трехфазной сети

Формула расчета относительного падения напряжения в трехфазной сети


Формула расчета относительного падения напряжения в однофазной сети

Формула расчета относительного падения напряжения в однофазной сети

С теорией закончено, рассмотрим, как это реализовать с использованием DDECAD.

Примем следующие исходные данные:

  • Мощность лампы 250Вт, cosφ=0,85.
  • Расстояние между столбами, от щита до первого столба L1=L2=L3=L4=20м.
  • Питание столбов осуществляется медным кабелем 3×10.
  • Ответвление от питающего кабеля до лампы выполнено кабелем 3×2,5, L=6м.

Для каждого столба в программе DDECAD создаём расчетную таблицу.

Заполняем данные для лампы в каждой расчетной таблице:
Расчет падения напряжения при питании шлейфом в программе DDECAD
Подключаем к расчетной таблице Столб 3 расчетную таблицу Столб 4, к Столб 2 — Столб 3, к Столб 1 — Столб 2, к ЩНО — Столб 1:
Расчет падения напряжения при питании шлейфом в программе DDECAD
Далее, из расчетной таблицы ЩНО рассчитанное программой значение падения напряжения в конце первого участка (Столб 1) переносим в зелёную ячейку расчетной таблицы Столб 1:
Расчет падения напряжения при питании шлейфом
Переносить значения следует делая ссылку на ячейку расчетной таблицы вышестоящего щита. В случае Столб 1 и ЩНО это делается так:

  1. В расчетной таблице Столб 1 курсор устанавливают на зелёную ячейку в столбике «∆U».
  2. Нажимают «=».
  3. Переключаются на расчетную таблицу ЩНО.
  4. Устанавливают курсор на ячейку в столбике «∆U∑», находящуюся в строке Столб 1.
  5. Нажимают «Enter».

Получаем рассчитанное значение падения напряжения в конце второго участка (Столб 2) — 0,37% и рассчитанное падение напряжения на лампе — 0,27%.
Расчет падения напряжения при питании шлейфом в программе DDECAD

Аналогично делаем для всех остальных расчетных таблиц и получаем рассчитанные значения падения напряжения на всех участках.
Так как мы выполнили связывание таблиц (средствами программы, подключая одну таблицу к другой, и вручную, перенося значения падения напряжения), то получили связанную систему. При внесении любых изменений всё будет автоматически пересчитано.


style="display:block; text-align:center;"
data-ad-layout="in-article"
data-ad-format="fluid"
data-ad-client="ca-pub-9630814324223992"
data-ad-slot="1418914451">


Подпишитесь и получайте уведомления о новых статьях на e-mail
email

Опубликовано в рубрике: Расчеты

Комментариев к статье: 13
  1. gres:

    У вас ошибки в описании (предпоследний абзац). Полученные значения не в процентах, а в вольтах (то есть 0,37В и 0,27В соответственно).

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      Ошибки нет. В таблице уже в процентах рассчитано.

      Ответить
  2. gres:

    Тогда еще хуже, ошибки в расчетах.

    Падение напряжения до первой опоры.

    Расчет ведем для однофазной цепи.

    R = 0.00183 Ом/м (для медного кабеля 3×10 по ГОСТу)

    L = 20 м

    I = 1000/220/0,85 = 5.35 A

    cos (ф) = 0,85

    dU = 2*I*cos (ф)*R*L = 2*5.35*0.85*0.00183*20 = 0.333 (B)

    dU% = dU/U*100% = 0.333/220*100 = 0.15%

    Что уже не стыкуется с вашей таблицей, а значит не внушает она доверия мне. А в своих расчетах я уверен.

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      Всё дело в сопротивлении, при котором вы считаете и я считаю. R = 0.00183 Ом/м (для медного кабеля 3×10 по ГОСТу) для температуры проводника 20 градусов. Я считаю при 70 градусах.

      Могу вам таблицу прислать, если хотите. Проверите формулы.

      Ответить
  3. Александр Лысенко:

    Здравствуйте. В Ваших формулах в расчета падения напряжения присутствует полный фазный ток, протекающий по участку I, но не указана формула, по которой Вы его находите.

    Ответить
  4. Александр Лысенко:

    Ну так не зная общий ток, невозможно же посчитать падение. Конечно, без него формула красивая и короткая.

    Ответить
  5. Алексей:

    1. Пара опечаток: в формуле полного фазного тока, в описании для Nф «=3 для однофазной нагрузки», наверное имелось в виду «=КОРЕНЬ(3) для трехфазной нагрузки».

    2. Почему вы принимаете сопротивление при 70 градусах?

    Ответить
    • Вячеслав Шевченко :

      1. Нет опечатки. Фазную мощность делим на фазное напряжение и получаем фазный ток.

      2. 70⁰C — максимальный допустимый ток для кабеля с ПВХ изоляцией согласно ГОСТ 31996-2012, п.10.7 и таблица 18. Я ориентировался на этот ГОСТ. Но также есть ГОСТ Р 50571.5.52-2011. В нём указано, что для определения сопротивления в нормальных условиях следует использоваться величину 1,25 от удельного сопротивления при температуре 20⁰C. Это соответствует температуре 82,5⁰C.

      Ответить
      • Дмитрий:

        Корень должен быть.

        Ответить
        • Вячеслав Шевченко :

          Да, согласен, если считать линейное падение напряжения.

          В программе его нет, т.к. считается сразу в процентах, а делится на фазное (220В). При переводе линейного в фазное √3 пропадает.

          Ответить
        • Вячеслав Шевченко :

          Откорректировал статью, написал более подробно.

          Ответить

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*