전선의 전압 손실은 다음에 따라 다릅니다. 케이블의 전압 강하 계산

전선과 케이블은 소비자에게 전기를 전송하도록 설계되었습니다. 이 경우 확장된 도체의 전압은 저항과 통과 전류의 크기에 비례하여 떨어집니다. 결과적으로 소비자에게 공급되는 전압은 소스(라인 시작 부분)의 전압보다 약간 낮습니다. 와이어의 전체 길이에 걸쳐 손실로 인해 전위가 변경됩니다.

가정용 조명의 전압 손실

케이블 단면적은 주어진 최대 전류에서 작동성을 보장하도록 선택됩니다. 이 경우 또 다른 중요한 매개 변수 인 전압 강하에 따라 길이를 고려해야합니다.

경제적인 전류 밀도의 정규화된 값에 따라 전력선을 선택하고 전압 강하를 계산합니다. 원본과의 편차는 지정된 값을 초과해서는 안 됩니다.

도체를 통과하는 전류의 양은 연결된 부하에 따라 다릅니다. 증가함에 따라 가열 손실도 증가합니다.

위 그림은 조명에 전압을 공급하는 회로를 보여 주며, 각 구간마다 전압 손실이 표시되어 있습니다. 가장 먼 부하가 가장 중요하며 대부분의 전압 손실이 발생합니다.

전압 손실

전압 손실 계산 Δ유체인 길이 부분에엘다음 공식에 따라 수행하십시오.

ΔU = (P∙r 0 +Q∙x 0)∙L/ U nom, 여기서

P 및 Q – 전력, W 및 var(활성 및 반응성)
r 0 및 x 0 - 라인의 활성 및 반응성 저항, Ohm/m;
U nom – 정격 전압, V.
U nom은 전기제품의 특성에 표시됩니다.

PUE에 따르면 표준에서 허용되는 전압 편차는 다음과 같습니다.

전원 회로 – ±5% 이하;
주거용 건물 및 건물 외부의 조명 구성 – 최대 ±5%;
기업 및 공공 건물의 조명 – +5%에서 -2.5%.

변전소에서 공공 및 주거용 건물의 가장 먼 부하까지의 총 전압 손실은 9%를 초과해서는 안 됩니다. 이 중 5%는 주요 입력까지의 영역에 관련되며 4%는 소비자 입력까지의 영역과 관련됩니다. GOST 29322-2014에 따라 3상 네트워크의 전압 정격은 400V입니다. 이 경우 정상 작동 조건에서 ±10%의 편차가 허용됩니다.

0.4kV에서 3상 선로의 균일한 부하를 보장하는 것이 필요합니다. 여기서는 각 단계가 균등하게 로드되는 것이 중요합니다. 이를 위해 전기 모터는 선형 와이어에 연결되고 조명은 위상과 중성선 사이에 연결되어 위상 전체에 걸쳐 부하를 균등화합니다.

전류 또는 전력 값은 초기 데이터로 사용됩니다. 긴 라인의 경우 라인의 ΔU를 계산할 때 유도성 리액턴스를 고려합니다.

저항 x 0 와이어는 0.32 ~ 0.44 Ohm/km 범위에서 사용됩니다.

도체의 손실 계산은 이전에 주어진 공식을 사용하여 수행됩니다. 여기서 오른쪽을 활성 및 반응성 구성 요소로 나누는 것이 편리합니다.

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

부하 연결

부하는 다른 방식으로 연결됩니다. 가장 일반적인 것은 다음과 같습니다.

라인 끝에 부하를 연결합니다(아래 그림 a).
선 길이에 따른 하중의 균일한 분포(그림 b);
선 L1에 또 다른 선 L2가 균일하게 분포된 하중으로 연결됩니다(그림 c).

전기 패널의 부하를 연결하는 방법을 보여주는 다이어그램

전압 손실에 대한 전력선 계산

알루미늄 또는 강철-알루미늄으로 만들어진 도체의 평균 리액턴스 값을 선택합니다(예: 0.35 Ohm/km).
하중 P, Q 계산
반응 손실 계산:

ΔU p = Q∙x 0 ∙L/U 공칭.

지정된 전압 손실과 계산된 무효 손실 간의 차이로부터 허용 가능한 활성 손실을 결정합니다.

ΔU a = ΔU – ΔU p .

와이어 단면적은 다음 관계식에서 구됩니다.

s = P∙L∙r 0 /(ΔU a ∙U nom).

표준 시리즈에서 가장 가까운 단면적 값을 선택하고 표에서 라인 1km당 활성 및 반응 저항을 결정합니다.

그림은 다양한 크기의 케이블 코어 단면을 보여줍니다.

다양한 섹션의 케이블 코어

얻은 값을 기반으로 앞서 주어진 공식을 사용하여 조정된 전압 강하 값을 계산합니다. 허용값을 초과하는 경우 같은 행에서 더 큰 와이어를 가져와서 새로 계산해야 합니다.

예 1. 활성 부하 하의 케이블 계산.

케이블을 계산하려면 먼저 모든 소비자의 총 부하를 결정해야 합니다. P = 3.8kW를 초기값으로 사용할 수 있습니다. 현재 강도는 잘 알려진 공식에 의해 결정됩니다.

모든 부하가 활성화된 경우 cosΦ=1입니다.

값을 공식에 대입하면 I = 3.8∙1000/220 = 17.3A와 같은 전류를 찾을 수 있습니다.

표에 따르면 케이블의 단면적은 구리 도체의 경우 1.5mm 2입니다.

이제 20m 길이의 케이블의 저항을 찾을 수 있습니다: R=2∙r 0 ∙L/s=2∙0.0175 (Ohm∙mm 2)∙20 (m)/1.5 (mm 2)=0.464 Ohm.

2코어 케이블의 저항을 계산하는 공식은 두 와이어의 길이를 고려합니다.

케이블 저항 값을 결정하면 전압 손실을 쉽게 찾을 수 있습니다. ΔU=I∙R/U∙100% =17.3 A∙0.464 Ohm/220 V∙100%=3.65%.

입력의 정격 전압이 220V인 경우 부하에 허용되는 편차는 5%이며 얻은 결과는 이를 초과하지 않습니다. 공차를 초과한 경우 표준 범위에서 단면적이 2.5mm 2인 더 큰 와이어를 사용해야 합니다.

예제 2. 전기 모터에 전원이 공급될 때의 전압 강하 계산.

전기 모터는 다음 매개변수에 따라 전류를 소비합니다.

나는 명목상 = 100A;
cos Φ = 일반 모드에서 0.8;
나는 시작 = 500A;
cos Φ = 시작 시 0.35;
1000A 전류를 분배하는 전기 패널의 전압 강하는 10V입니다.

그림에서. 아래는 전기 모터의 전원 공급 장치 다이어그램입니다.

전기 모터(a) 및 조명(b)용 전원 공급 회로

계산을 피하기 위해 실제 사용에 충분히 정확한 표는 1A의 전류 값에서 1km 길이의 케이블에서 이미 계산된 위상 간 ΔU와 함께 사용됩니다. 아래 표는 단면적 값을 고려합니다. 코어, 도체 재료 및 회로 유형.

케이블의 전압 손실을 결정하는 표

단면적(mm 2)		단상 회로			평형 3상 회로
		모터 파워		조명	모터 파워		조명
		평범한 노예. 방법	시작하다		평범한 노예. 방법	시작하다
구리	알	왜냐하면 = 0.8	왜냐하면 = 0.35	왜냐하면 = 1	왜냐하면 = 0.8	왜냐하면 = 0.35	왜냐하면 = 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

전기 모터의 정상 작동 중 전압 강하는 다음과 같습니다.

ΔU% = 100ΔU/U 공칭.

단면적이 35mm인 경우 전류 1A에 대한 2ΔU는 1V/km입니다. 그러면 전류가 100A이고 케이블 길이가 0.05km인 경우 손실은 ΔU = 1V/Akm∙100A∙ 0.05km = 5V와 같습니다. 여기에 패널의 전압 강하를 추가하면 10V의 경우 총 손실 Δ U 총 = 10V + 5V = 15V입니다. 결과적으로 손실률은 다음과 같습니다.

ΔU% = 100∙15/400 = 3.75%.

이 값은 허용된 손실(8%)보다 훨씬 적으며 허용 가능한 것으로 간주됩니다.

전기 모터가 시동되면 전류가 500A로 증가합니다. 이는 정격 전류보다 400V 더 높습니다. 배전반의 부하는 같은 양만큼 증가합니다. 1400A가 됩니다. 전압 강하는 비례적으로 증가합니다.

ΔU = 10∙1400/1000 = 14V.

표에 따르면 케이블의 전압 강하는 ΔU = 0.52∙500∙0.05 = 13V입니다. 전체적으로 모터 기동 손실은 ΔU 총 = 13+14 = 27V입니다. 그런 다음 결정해야 합니다. 이것이 백분율 관계로 표시되는 비율: ΔU = 27/400∙100 =6.75%. 결과는 8% 한도를 초과하지 않으므로 허용 가능한 한도 내에 있습니다.

전기 모터에 대한 보호는 시동 시보다 응답 전압이 더 커지도록 선택해야 합니다.

예 3. 조명 회로의 ΔU 계산.

3개의 단상 조명 회로는 70mm 2 도체, 50m 길이, 150A의 전류 전달로 구성된 3상 4선 공급 라인에 병렬로 연결됩니다. 조명은 라인 부하의 일부일 뿐입니다(그림 b). 위에).

각 조명 회로는 길이 20m, 단면적 2.5mm 2의 구리선으로 만들어졌으며 20A의 전류를 전달합니다. 세 개의 부하가 모두 동일한 위상에 연결됩니다. 이 경우 전력선은 부하 분산됩니다.

각 조명 회로의 전압 강하를 결정해야 합니다.

3상 라인의 전압 강하는 예제 조건에 지정된 유효 부하에 의해 결정됩니다: ΔU 위상 라인 = 0.55∙150∙0.05 = 4.125 V. 이것이 위상 간 손실입니다. 문제를 해결하려면 위상과 중성 사이의 손실을 찾아야 합니다. ΔU 라인 fn = 4.125/√3 = 2.4V.

하나의 단상 회로에 대한 전압 강하는 ΔU total = 18∙20∙0.02 = 7.2 V입니다. 공급 라인과 회로의 손실을 합산하면 전체적으로 ΔU total = 2.4+7.2 =가 됩니다. 9.6V. 백분율로 나타내면 9.6/230∙100 = 4.2%가 됩니다. 허용치인 6% 미만이므로 만족스러운 결과이다.

전압 점검. 동영상

다양한 유형의 케이블에서 전압 강하를 확인하는 방법은 아래 비디오에서 확인할 수 있습니다.

전기 제품을 연결할 때 전압 손실이 허용 값을 초과하지 않도록 공급 케이블과 전선을 올바르게 계산하고 선택하는 것이 중요합니다. 공급망의 손실도 여기에 추가되며 이는 요약되어야 합니다.

낮은 전류의 전기 네트워크 및 시스템을 설계할 때 케이블 및 전선의 전압 손실 계산이 필요한 경우가 많습니다. 가장 최적의 케이블을 선택하려면 이러한 계산이 필요합니다. 잘못된 도체를 선택하면 전원 공급 시스템이 매우 빠르게 실패하거나 전혀 시작되지 않습니다. 가능한 오류를 방지하려면 온라인 전압 손실 계산기를 사용하는 것이 좋습니다. 계산기를 사용하여 얻은 데이터는 회선과 네트워크의 안정적이고 안전한 작동을 보장합니다.

송전 중 에너지 손실의 원인

과도한 분산으로 인해 상당한 손실이 발생합니다. 과도한 열로 인해 케이블이 매우 뜨거워질 수 있습니다. 특히 부하가 크거나 전기 손실이 잘못 계산된 경우 더욱 그렇습니다. 과도한 열은 단열재를 손상시켜 사람들의 건강과 생명에 실질적인 위협이 됩니다.

전력 손실은 케이블 라인이 너무 길고 부하 전력이 높기 때문에 종종 발생합니다. 장기간 사용하면 전기요금이 크게 증가합니다. 계산이 잘못되면 보안 경보 등 장비 오작동이 발생할 수 있습니다. 장비 전원 공급 장치가 12~48V 정격의 저전압 DC 또는 AC인 경우 케이블의 전압 손실이 중요해집니다.

전압 손실을 계산하는 방법

온라인 전압 손실 계산기는 발생할 수 있는 문제를 피하는 데 도움이 됩니다. 소스 데이터 테이블에는 케이블 길이, 단면적 및 재질에 대한 데이터가 포함되어 있습니다. 계산을 위해서는 부하 전력, 전압 및 전류에 대한 정보가 필요합니다. 또한 케이블의 역률 및 온도 특성도 고려됩니다. 버튼을 누르면 에너지 손실에 대한 데이터가 백분율, 도체 저항 표시기, 무효 전력 및 부하에서 발생하는 전압으로 표시됩니다.

기본 계산 공식은 다음과 같습니다. ΔU=IхRL, 여기서 ΔU는 결제 라인의 전압 손실을 의미하고, I는 주로 소비자 매개변수에 의해 결정되는 소비 전류입니다. RL은 길이와 단면적에 따른 케이블의 저항을 반영합니다. 전선과 케이블의 전력 손실에 결정적인 역할을 하는 것은 후자의 값입니다.

손실을 줄일 수 있는 기회

케이블의 손실을 줄이는 주요 방법은 단면적을 늘리는 것입니다. 또한 도체의 길이를 줄여 부하를 줄일 수 있습니다. 그러나 마지막 두 가지 방법은 기술적인 이유로 항상 사용할 수는 없습니다. 따라서 대부분의 경우 유일한 옵션은 단면적을 늘려 케이블 저항을 줄이는 것입니다.

큰 단면의 중요한 단점은 재료비가 눈에 띄게 증가한다는 것입니다. 케이블 시스템이 장거리로 확장되면 차이가 눈에 띄게 나타납니다. 따라서 설계 단계에서 필요한 단면적을 가진 케이블을 즉시 선택해야 하며, 계산기를 사용하여 전력 손실을 계산해야 합니다. 수동 계산에는 많은 시간이 걸리고 온라인 계산기 모드에서는 계산에 문자 그대로 몇 초가 걸리기 때문에 이 프로그램은 전기 설치 작업을 위한 프로젝트를 작성할 때 매우 중요합니다.

방사형 회로를 사용하여 소비자에게 전력을 공급할 때 전압 강하를 계산하는 것은 매우 간단합니다. 하나의 섹션, 하나의 케이블 섹션, 하나의 길이, 하나의 부하 전류. 이 데이터를 공식에 대체하고 결과를 얻습니다.

주 회로(루프)를 통해 소비자에게 전력을 공급할 때는 전압 강하를 계산하기가 더 어렵습니다. 실제로 한 라인에 대해 여러 가지 전압 강하 계산을 수행해야 합니다. 즉, 각 섹션에 대해 전압 강하 계산을 수행해야 합니다. 주 회로로 전력을 공급받는 전기 수신기의 전력 소비가 변하면 추가적인 어려움이 발생합니다. 하나의 전기 수신기의 전력 변화는 전체 체인에 반영됩니다.

실제로 주 회로와 루프를 통해 전원을 공급하는 것이 얼마나 일반적입니까? 다음과 같은 많은 예가 있습니다.

그룹 네트워크에서는 조명 네트워크와 소켓 네트워크가 있습니다.
주거용 건물의 바닥 패널은 주 회로를 사용하여 전원을 공급받습니다.
산업 및 상업용 건물에서는 주 전원 공급 회로와 패널 루프 전원 공급 장치도 자주 사용됩니다.
버스바는 트렁크 회로를 통해 소비자에게 전원을 공급하는 예입니다.
옥외 도로 조명 기둥용 전원 공급 장치입니다.

실외 조명의 예를 사용하여 전압 강하를 계산해 보겠습니다.

ShchNO 실외 조명 패널에서 순차적으로 전원을 공급받는 4개의 실외 조명 기둥에 대한 전압 강하를 계산해야 한다고 가정해 보겠습니다.

기둥 사이의 실드에서 기둥까지의 단면 길이: L1, L2, L3, L4.
섹션을 통해 흐르는 전류: I1, I2, I3, I4.
섹션의 전압 강하: dU%1, dU%2, dU%3, dU%4.
각 극의 램프 Ilamp가 소비하는 전류입니다.

기둥은 각각 루프에 의해 구동됩니다.

I4=램프
I3=I4+램프
I2=I3+램프
I1=I2+램프

램프가 소비하는 전류는 알 수 없지만 램프의 전력과 유형은 알려져 있습니다(카탈로그 또는 SP 31-110-2003의 6.30항에 따라).

전류는 다음 공식에 의해 결정됩니다.

총 상전류 계산 공식

나는 f - 총 위상 전류
P - 유효 전력
U f - 상 전압
cosψ - 역률
N f - 위상 수(단상 부하의 경우 N f =1, 단상 부하의 경우 N f =3)

선형(위상 간) 전압은 위상 전압보다 √3배 더 크다는 점을 상기시켜 드리겠습니다.

3상 네트워크에서 전압 강하를 계산할 때 선간 전압 강하가 가정되고, 단상 네트워크에서는 단상 전압 강하가 고려됩니다.

전압 강하는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.

I f - 섹션을 통해 흐르는 총 위상 전류
R - 단면 저항
cosψ - 역률

단면 저항은 공식을 사용하여 계산됩니다.

ρ - 도체 저항률(구리, 알루미늄)
L - 단면 길이
S - 도체 단면적
N은 라인의 병렬 도체 수입니다.

일반적으로 카탈로그는 다양한 도체 단면적에 대한 특정 저항 값을 제공합니다.

도체의 저항률에 대한 정보가 있는 경우 전압 강하를 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

3상 회로의 전압 강하 계산 공식

전류, 저항률, 길이, 병렬 도체 수 및 역률의 해당 값을 공식에 대입하여 해당 섹션의 전압 강하 크기를 계산합니다.

규제 문서는 다음 공식을 사용하여 계산되는 상대 전압 강하 값(공칭 값의 백분율)을 규제합니다.

U는 정격 네트워크 전압입니다.

상대 전압 강하를 계산하는 공식은 3상 및 단상 네트워크에서 동일합니다. 3상 네트워크에서 계산할 때 단상 네트워크 - 단상에서 계산할 때 3상 강하 및 정격 전압을 대체해야 합니다.

이론은 끝났습니다. DDECAD를 사용하여 이를 구현하는 방법을 살펴보겠습니다.

다음 초기 데이터를 살펴보겠습니다.

램프 전력 250W, cosΦ=0.85.
기둥 사이의 거리는 실드에서 첫 번째 기둥까지 L1=L2=L3=L4=20m입니다.
극은 3×10 구리 케이블로 전원이 공급됩니다.
전원 케이블에서 램프까지의 분기는 3×2.5 케이블, L=6m로 이루어집니다.

각 열에 대해 계산 테이블을 만듭니다.

각 계산 테이블에 램프 데이터를 입력합니다.

계산 테이블 열 4를 계산 테이블 열 3, 열 2 - 열 3, 열 1 - 열 2, SCHO - 열 1에 연결합니다.

다음으로, SCHO 계산 테이블에서 첫 번째 섹션(열 1) 끝의 프로그램에 의해 계산된 전압 강하 값이 계산 테이블 열 1의 녹색 셀로 전송됩니다.

상위 패널의 계산표 셀을 참조하여 값을 전달해야 합니다. 열 1과 SCHO의 경우 이는 다음과 같이 수행됩니다.

계산 테이블 1열에서 커서는 "ΔU" 열의 녹색 셀에 위치합니다.
"="를 클릭하세요.
SCHO 계산 테이블로 전환합니다.
열 1 라인에 있는 “ΔU ∑” 열의 셀에 커서를 놓습니다.
엔터 키를 치시오".

두 번째 섹션(열 2) 끝에서 계산된 전압 강하(0.37%)와 램프 전체에 걸쳐 계산된 전압 강하(0.27%)를 얻습니다.

다른 모든 계산 테이블에 대해서도 동일한 작업을 수행하고 모든 섹션에서 계산된 전압 강하 값을 얻습니다.
테이블을 연결했기 때문에(프로그램을 사용하여 한 테이블을 다른 테이블에 연결하고 전압 강하 값을 수동으로 전송) 연결된 시스템을 얻었습니다. 조금이라도 변경하면 모든 것이 괜찮을 것입니다. 자동으로다시 계산되었습니다.

전기 에너지 전송 및 수신 품질 문제는 주로 이 복잡한 기술 프로세스와 관련된 장비의 상태에 따라 달라집니다. 에너지 산업은 막대한 전력을 장거리로 운송하기 때문에 전력선의 특성에 대한 수요가 증가하고 있습니다.

또한 사진에 표시된 것처럼 긴 고전압 전원뿐만 아니라 전압 측정 변압기와 같은 2차 회로에서도 전압 손실을 줄이는 데 지속적으로 주의를 기울이고 있습니다.

각 위상의 VT 2차 회로 케이블은 터미널 어셈블리 캐비닛이라는 한 장소에 수집됩니다. 중간 장비 마스트에 위치한 이 스위치기어에서 전압 회로는 별도의 케이블을 통해 릴레이실에 있는 패널의 터미널 블록에 공급됩니다.

1차 전력 장비는 패널에 장착된 보호 장치 및 측정 장치로부터 상당한 거리에 위치합니다. 이러한 케이블의 길이는 300~400m에 이릅니다. 이러한 거리는 내부 회로에서 눈에 띄는 전압 손실로 이어지며, 이는 측정 장비와 시스템 전체의 도량형 특성을 심각하게 과소평가할 수 있습니다.

이러한 이유로 1차 전압 값(예: 330kV)을 필요한 정확도 등급 0.2 또는 0.5의 2차 전압 100V로 변환하는 품질은 안정적인 측정 작동에 필요한 허용 한계 내에 속하지 않을 수 있습니다. 시스템 및 보호.

작동 단계에서 이러한 오류를 제거하기 위해 모든 측정 케이블은 전기 장비 회로 설계 중에도 전압 손실을 계산합니다.

전압 손실이 발생하는 방식

케이블은 전도성 코어로 구성되며 각 코어는 유전체 층으로 둘러싸여 있습니다. 전체 구조는 밀봉된 유전체 하우징에 배치됩니다.

금속 도체는 서로 매우 가깝게 배치되어 보호 덮개에 의해 단단히 압착됩니다. 줄이 길어지면 작업을 시작합니다. 그 작용으로 인해 커패시턴스가 형성되며 이는 반응성 부분의 필수적인 부분입니다.

변압기, 리액터 및 인덕턴스가 있는 기타 요소의 권선 변환의 결과로 전기 에너지의 전력은 본질적으로 유도성이 됩니다. 금속 코어의 저항 저항은 각 위상의 총 저항 또는 복합 저항 Zp의 활성 구성 요소를 형성합니다.

전압 하에서 작동하기 위해 케이블은 각 코어에 총 복합 저항 Zn이 있는 부하에 연결됩니다.

정격 부하 조건에서 3상 회로의 케이블 작동 중 L1~L3 위상의 전류는 대칭이며 0에 매우 가까운 불균형 전류가 중성선 N에 흐릅니다.

전류가 흐를 때 도체의 복잡한 저항으로 인해 케이블의 전압 강하 및 손실이 발생하고 입력 값이 감소하며 반응성 구성 요소로 인해 각도에 따라 편향됩니다. 이 모든 것은 벡터 다이어그램에 개략적으로 표시됩니다.

케이블 출력에는 전류 벡터에서 각도 Φ 만큼 벗어나고 입력 값 U1에서 I∙z 강하량만큼 감소되는 전압 U2가 있습니다. 즉, 케이블의 전압 강하 벡터는 도체의 복소 저항을 통한 전류 통과에 의해 형성되며 입력 벡터와 출력 벡터 간의 기하학적 차이 값과 같습니다.

명확성을 위해 확대하여 표시하고 세그먼트 ac 또는 직각삼각형의 빗변으로 지정합니다. 다리 ak와 kc는 케이블 저항의 활성 및 반응성 구성 요소에 걸친 전압 강하를 나타냅니다.

점 O의 중심에서 벡터 U1에 의해 형성된 원의 선과 교차할 때까지 벡터 U2의 방향을 정신적으로 계속합시다. 이제 U2의 방향을 반복하는 각도와 길이가 동일한 벡터 ab가 있습니다. U1-U2 값 사이의 산술적 차이. 이 스칼라량을 전압 손실이라고 합니다.

이는 프로젝트를 생성할 때 계산되고 케이블 작동 중에 측정되어 기술적 특성의 안전성을 모니터링합니다.

실험을 수행하려면 입력과 부하라는 서로 다른 끝에서 전압계를 사용하여 두 가지 측정을 수행해야 합니다. 이들 사이의 차이는 작기 때문에 고정밀 장치, 바람직하게는 클래스 0.2를 사용해야 합니다.

케이블 길이가 길어서 한 위치에서 다른 위치로 이동하는 데 상당한 시간이 필요할 수 있습니다. 이 기간 동안 네트워크의 전압은 다양한 이유로 변경될 수 있으며, 이로 인해 최종 결과가 왜곡될 수 있습니다. 따라서 이러한 측정은 일반적으로 통신 장비 보조자와 두 번째 고정밀 측정 장치를 포함하여 양쪽에서 동시에 수행됩니다.

전압계는 전압의 유효 값을 측정하므로 판독값의 차이는 케이블의 입력 및 출력에서 벡터 모듈의 산술 빼기에 의해 형성된 손실량을 나타냅니다.

예를 들어, 위 사진에 표시된 전압 측정 변압기의 회로를 고려하십시오. 케이블 입력의 선형 값이 10분의 1까지 정확하게 측정되어 100.0V와 같고 부하에 연결된 출력 단자에서 99.5V라고 가정해 보겠습니다. 이는 전압 손실이 100.0-99.5 = 0.5V로 정의됨을 의미합니다. 백분율로 환산하면 0.5%에 해당합니다.

전압 손실 계산 원리

전압 강하 및 손실 벡터의 벡터 다이어그램으로 돌아가 보겠습니다. 케이블 설계가 알려지면 전류 전달 코어의 금속 저항률, 두께 및 길이로부터 활성 저항이 계산됩니다.

특정 리액턴스와 길이를 사용하면 케이블의 총 리액턴스를 결정할 수 있습니다. 종종 계산을 위해서는 표가 포함된 참고서를 가져와 두 가지 유형의 저항(활성 및 반응성)을 모두 계산하는 것으로 충분합니다.

직각 삼각형의 두 다리를 알면 빗변, 즉 복소 저항 값이 계산됩니다.

케이블은 정격값의 전류를 전송하기 위해 만들어졌습니다. 수치 값에 복소 저항을 곱하여 전압 강하의 크기, 즉 AC 측을 알아냅니다. 양쪽 변은 ak(I∙R) 및 kс(I∙X)와 비슷하게 계산됩니다.

다음으로 간단한 삼각법 계산이 수행됩니다. 삼각형 에이크에서 다리 ae는 I∙R에 cos ψ을 곱하고 Δ сkf - 변 길이 cf(I∙X에 sin ψ를 곱함)를 곱하여 결정됩니다. 세그먼트 cf는 직사각형의 반대편인 세그먼트 ed의 길이와 같습니다.

결과 길이 ae와 ed를 더합니다. ab 또는 전압 손실보다 약간 작은 세그먼트 광고의 길이를 알아 보겠습니다. bd의 값이 작기 때문에 거의 항상 수행되는 계산에서 이 값을 고려하는 것보다 이 값을 무시하는 것이 더 쉽습니다.

이 간단한 알고리즘은 교류 정현파 전류로 전원을 공급할 때 2코어 케이블을 계산하기 위한 기초입니다. 이 기술은 DC 회로에 대한 사소한 조정에도 적용됩니다.

3개 또는 4개 코어 케이블을 통해 작동하는 3상 라인에서는 각 위상에 대해 유사한 계산 기술이 사용됩니다. 이로 인해 훨씬 더 복잡해집니다.

실제로 계산이 수행되는 방법

수식을 사용하여 이러한 계산을 수동으로 수행하던 시대는 오래 전에 지나갔습니다. 설계 조직에서는 오랫동안 기술 참고서에 정리된 특수 테이블, 그래프 및 다이어그램을 사용해 왔습니다. 수많은 수학적 연산을 수행하는 고된 작업과 관련 연산자 오류를 제거합니다.

예를 들어, 공개적으로 이용 가능한 참고 서적에 설명된 방법을 인용할 수 있습니다.

1986년 전기 공급에 관한 Fedorov;

Bolshman, Krupovich 및 Samover가 편집한 전력선 및 전력 네트워크의 전원 공급 장치 설계 작업.

컴퓨터가 우리 삶에 대대적으로 도입되면서 전압 손실을 계산하는 프로그램이 개발되기 시작하여 이 과정이 크게 촉진되었습니다. 설계 조직에서 전원 공급 장치 네트워크의 복잡한 계산을 수행하고 별도의 케이블을 사용한 예비 결과를 대략적으로 계산하기 위해 만들어졌습니다.

이러한 목적을 위해 전기 엔지니어링 사이트의 소유자는 다양한 브랜드의 케이블 기능을 신속하게 평가할 수 있는 다양한 계산기를 리소스에 게시합니다. 이를 찾으려면 Google 검색에 적절한 검색어를 입력하고 서비스 중 하나를 선택하세요.

예를 들어, 이러한 유형의 계산기 작동을 고려하십시오.

테스트를 실행하고 해당 필드에 초기 데이터를 입력해 보겠습니다.

교류;

알류미늄;

라인 길이 - 400m;

케이블 단면적 - 16mm sq(케이블이 아니라 코어 1개일 가능성이 높음)

전력 계산 - 100W;

단계 수 - 3;

주전원 전압 - 100V;

역률 -0.92;

온도 - 20도.

"케이블의 전압 손실 계산"버튼을 클릭하고 서비스 결과를 확인하십시오.

결과는 매우 그럴듯했습니다: 0.714V 또는 0.714%.

다른 사이트에서 다시 한번 확인해 보도록 하겠습니다. 이렇게 하려면 경쟁 서비스로 이동하여 동일한 값을 입력하세요.

결과적으로 우리는 빠른 계산을 얻습니다.

이제 다양한 서비스에서 수행된 결과를 비교할 수 있습니다. 0.714-0.693373=0.021볼트.

두 경우 모두 계산 정확도는 케이블 성능 특성의 빠른 분석뿐만 아니라 다른 목적으로도 상당히 허용됩니다.

두 온라인 서비스의 작업을 비교하는 방법은 성능과 부주의로 인해 발생할 수 있는 데이터 입력 오류가 없음을 보여주었습니다.

그러나 그런 계산을 했다고 해서 진정하기는 이르다. 특정 작동 조건에서 작동하기 위해 선택한 케이블의 적합성에 대한 결론을 도출할 필요가 있습니다. 이를 위해 표준에서 허용되는 전압 편차에 대한 기술적 요구 사항이 있습니다.

공칭 값과의 전압 편차에 관한 규제 문서

국적에 따라 다음 중 하나를 사용하십시오.

TKP 45—4.04—149—2009(RB)

이 문서는 벨로루시 공화국 영토에서 유효합니다. 결과를 받을 때 9.23항을 주의하세요.

SP 31—110-2003(RF)

현재 표준은 러시아 연방의 전원 공급 시설에서 사용하기 위한 것입니다. 단락 7.23을 고려하십시오.

1999년 1월 1일에 주간 표준인 1987년 GOST 13109로 대체되었습니다. 단락 5.3.2에 따라 분석합니다.

케이블 손실을 줄이는 방법

케이블의 전압 손실 계산을 수행하고 그 결과를 규제 문서의 요구 사항과 비교하면 작동에 대한 케이블의 적합성에 대한 결론을 내릴 수 있습니다.

결과가 오류가 과대평가된 것으로 나타나면 다른 케이블을 선택하거나 작동 조건을 명확히 해야 합니다. 실제로 이미 작동 중인 케이블을 측정하면 케이블의 전압 손실이 허용 기준을 초과하는 경우가 종종 발생합니다. 이로 인해 설비에 공급되는 전력의 품질이 저하됩니다.

이러한 상황에서는 다음과 같은 이유로 완전한 케이블 교체에 필요한 재료비를 줄이기 위해 추가적인 기술적 조치를 취해야 합니다.

1. 흐르는 부하를 제한합니다.

2. 전류 운반 도체의 단면적을 늘리는 것;

3. 케이블의 작동 길이를 줄입니다.

4. 작동 온도를 낮추십시오.

케이블을 통해 전달되는 전력이 전압 손실에 미치는 영향

도체를 통한 전류 흐름에는 항상 열 방출이 수반되며 가열은 전도도에 영향을 미칩니다. 증가된 전력이 케이블을 통해 전송되면 온도가 높아지고 전압 손실이 증가합니다.

이를 줄이려면 때로는 케이블을 통해 전기를 공급받는 일부 소비자를 끄고 다른 바이패스 회로를 통해 다시 전원을 공급하는 것만으로도 충분합니다.

이 방법은 소비자 수가 많은 분기 회로와 이를 연결하기 위한 백업 라인에 적합합니다.

케이블 코어의 단면적 증가

이 방법은 전압 측정 변압기 회로의 손실을 줄이기 위해 자주 사용됩니다. 다른 케이블을 작동 중인 케이블에 연결하고 해당 와이어를 병렬로 연결하면 전류가 분할되어 각 와이어의 부하가 줄어듭니다. 전압 손실도 감소하고 측정 시스템의 정확도가 복원됩니다.

이 방법을 사용할 때는 준공 문서, 특히 수리 및 운영 담당자가 정기적인 유지 관리를 수행하는 데 사용하는 설치 다이어그램을 변경하는 것을 잊지 않는 것이 중요합니다. 그래야 작업자가 실수하는 것을 방지할 수 있습니다.

작동 케이블 길이 줄이기

이 방법은 일반적이지 않지만 어떤 경우에는 사용할 수 있습니다. 사실 많은 선진 에너지 기업의 케이블 경로 레이아웃은 공급되는 장비와 관련하여 지속적으로 개발되고 개선되고 있습니다.

이로 인해 케이블 길이를 줄여 중계가 가능해 궁극적으로 전압 손실을 줄일 수 있습니다.

주변 온도의 영향

난방이 증가한 실내에서 케이블을 작동하면 열 균형이 위반되고 기술적 특성 오류가 증가합니다. 다른 라인을 따라 배치하거나 단열층을 사용하면 전압 손실을 줄일 수 있습니다.

일반적으로 조합하여 사용하면 하나 이상의 방법으로 케이블의 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 따라서 이러한 필요성이 발생할 때 문제를 해결할 수 있는 가능한 모든 방법을 계산하고 현지 조건에 가장 적합한 옵션을 선택하는 것이 중요합니다.

전기 시설의 유능한 관리에는 운영 상황에 대한 지속적인 분석, 가능한 개발 예측 및 다양한 상황을 계산하는 능력이 필요하다는 점을 고려해야 합니다. 이러한 특성은 훌륭한 전기 기술자를 일반 근로자와 구별합니다.

DC 네트워크 12, 24, 36V의 전압 손실 계산.
유도성 리액턴스 220/380V를 고려하지 않고 전압 손실을 계산합니다.
유도 리액턴스 380V를 고려한 전압 손실 계산.

네트워크를 설계할 때 케이블의 전압 손실을 계산해야 하는 경우가 많습니다. 이제 단상 및 3상 네트워크에서 DC 및 AC 네트워크의 전압 손실에 대한 기본 계산에 대해 이야기하고 싶습니다.

규제 문서를 살펴보고 허용되는 전압 편차 값이 무엇인지 살펴보겠습니다.

TKP 45-4.04-149-2009(RB).

9.23 전력 전기 수신기 단자와 가장 먼 곳에 있는 전기 조명 램프의 공칭 전압과의 전압 편차는 정상 모드에서 ±5%를 초과해서는 안 됩니다.
비상 후 모드에서는 가장 높은 설계 부하(±10%)가 적용됩니다. 전압 네트워크에서
12~42V(강압 변압기 등의 전압 소스에서 계산), 전압 편차는 최대 10%까지 허용됩니다.

시동 모드에서 전기 모터의 전압 편차는 허용되지만 15%를 초과할 수 없습니다. 이 경우 시동 장비의 안정적인 작동과 엔진 시동이 보장되어야 합니다.

정상 작동 모드에서 정격 전력의 70%를 초과하지 않는 변전소에 전력 변압기를 로드할 때 허용되는(사용 가능한) 총 전압 손실
0.4kV 변전소의 모선에서 주거용 및 공공 건물의 가장 먼 일반 조명 램프까지 변압기의 무부하 손실과 변압기의 전압 손실을 고려하여 2차 전압으로 감소한 값은 원칙적으로 7.5%를 초과해서는 안 됩니다. . 동시에 건물 내부 전기 설비의 전압 손실은 정격 전압의 4%(무대 조명의 경우 5%)를 초과해서는 안 됩니다.

SP 31-110-2003(RF).
7.23 전력 전기 수신기 단자와 가장 멀리 떨어져 있는 전기 조명 램프의 공칭 전압과의 전압 편차는 정상 모드에서 ±5%를 초과해서는 안 되며, 최고 설계 부하에서 비상 모드에서 허용되는 최대값은 ±10%입니다. . 전압이 12-50V인 네트워크(예: 강압 변압기 등의 전원에서 계산)에서는 전압 편차가 최대 10%까지 허용됩니다.

다수의 전기 수신기(제어 장치, 전기 모터)의 경우 시동 모드의 전압 감소는 해당 전기 수신기에 대해 규제된 값의 한도 내에서 허용되지만 15%를 초과할 수 없습니다.

공칭 값의 규정된 편차를 고려하면 변전소의 0.4kV 모선에서 주거용 및 공공 건물의 가장 멀리 있는 일반 조명 램프까지의 총 전압 손실은 일반적으로 7.5%를 초과해서는 안 됩니다.

전기 모터를 시동할 때 전기 수신기 단자의 전압 변화 범위는 GOST 13109에서 정한 값을 초과해서는 안됩니다.

GOST 13109.

5.3.2 정상 상태 전압 편차 dUy와 전압 0.38kV의 전기 네트워크 연결 지점에서 전압 변화 범위의 합에 대한 최대 허용 값은 정격 전압의 10%와 같습니다.