การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายไฟขึ้นอยู่กับ การคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกในสายเคเบิล

สายไฟและสายเคเบิลได้รับการออกแบบมาเพื่อส่งกระแสไฟฟ้าให้กับผู้บริโภค ในกรณีนี้แรงดันไฟฟ้าในตัวนำที่ขยายออกจะลดลงตามสัดส่วนของความต้านทานและขนาดของกระแสที่ไหลผ่าน เป็นผลให้แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับผู้บริโภคจะน้อยกว่าที่แหล่งกำเนิดเล็กน้อย (ที่จุดเริ่มต้นของบรรทัด) ศักยภาพจะเปลี่ยนแปลงไปตามความยาวทั้งหมดของเส้นลวดเนื่องจากการสูญเสียในนั้น

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในระบบไฟบ้าน

หน้าตัดของสายเคเบิลถูกเลือกเพื่อให้มั่นใจว่าสามารถทำงานได้ที่กระแสสูงสุดที่กำหนด ในกรณีนี้ควรคำนึงถึงความยาวของมันซึ่งขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่สำคัญอื่น ๆ - แรงดันไฟฟ้าตก

สายไฟจะถูกเลือกตามค่าปกติของความหนาแน่นกระแสไฟฟ้าทางเศรษฐกิจ และคำนวณแรงดันไฟฟ้าตก ค่าเบี่ยงเบนไปจากเดิมต้องไม่เกินค่าที่กำหนด

ปริมาณกระแสที่ไหลผ่านตัวนำขึ้นอยู่กับโหลดที่เชื่อมต่อ เมื่อมันเพิ่มขึ้น การสูญเสียความร้อนก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน

รูปด้านบนแสดงวงจรสำหรับจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับไฟส่องสว่าง โดยจะระบุการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในแต่ละส่วน โหลดที่ไกลที่สุดเป็นสิ่งสำคัญที่สุด และการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าส่วนใหญ่เกิดขึ้น

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า ∆ยูบนส่วนของความยาวโซ่ลทำตามสูตร:

∆U = (P∙r 0 +Q∙x 0)∙L/ ชื่อ U โดยที่

P และ Q - กำลัง, W และ var (แอคทีฟและรีแอกทีฟ);
r 0 และ x 0 – ความต้านทานแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟของเส้น, Ohm/m;
U nom – แรงดันไฟฟ้า, V.
U nom ถูกระบุในลักษณะของเครื่องใช้ไฟฟ้า

ตาม PUE การเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตจากบรรทัดฐานมีดังนี้:

วงจรไฟฟ้า - ไม่เกิน ± 5%;
รูปแบบไฟส่องสว่างสำหรับอาคารพักอาศัยและภายนอกอาคาร – มากถึง ± 5%
แสงสว่างขององค์กรและอาคารสาธารณะ – จาก +5% เป็น -2.5%

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจากสถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าไปยังโหลดระยะไกลที่สุดในอาคารสาธารณะและที่อยู่อาศัยไม่ควรเกิน 9% ในจำนวนนี้ 5% เกี่ยวข้องกับส่วนจนถึงอินพุตหลัก และ 4% เกี่ยวข้องกับอินพุตไปยังผู้บริโภค ตาม GOST 29322-2014 ระดับแรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายสามเฟสคือ 400 V ในกรณีนี้อนุญาตให้มีการเบี่ยงเบนจาก ± 10% ภายใต้สภาวะการทำงานปกติ

จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีโหลดสม่ำเสมอในสายสามเฟสที่ 0.4 kV สิ่งสำคัญคือต้องโหลดแต่ละเฟสเท่าๆ กัน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ มอเตอร์ไฟฟ้าจะเชื่อมต่อกับสายไฟเชิงเส้น และมีการเชื่อมต่อแสงสว่างระหว่างเฟสและนิวทรัล ซึ่งจะทำให้โหลดทั่วทั้งเฟสเท่ากัน

ค่ากระแสหรือกำลังถูกใช้เป็นข้อมูลเบื้องต้น สำหรับเส้นยาว ค่ารีแอกแทนซ์แบบเหนี่ยวนำจะถูกนำมาพิจารณาเมื่อคำนวณ ∆U ในเส้น

ความต้านทาน x 0 สายไฟอยู่ในช่วง 0.32 ถึง 0.44 โอห์ม/กม.

การคำนวณการสูญเสียในตัวนำดำเนินการโดยใช้สูตรที่กำหนดไว้ก่อนหน้านี้ซึ่งสะดวกในการแบ่งด้านขวาออกเป็นส่วนประกอบที่ใช้งานและปฏิกิริยา:

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

โหลดการเชื่อมต่อ

โหลดเชื่อมต่อกันด้วยวิธีต่างๆ ที่พบบ่อยที่สุดมีดังต่อไปนี้:

การเชื่อมต่อโหลดที่ส่วนท้ายของบรรทัด (รูปที่ a ด้านล่าง)
การกระจายโหลดสม่ำเสมอตามความยาวของเส้น (รูปที่ b)
เส้น L1 ซึ่งอีกเส้น L2 เชื่อมต่อกับโหลดที่กระจายสม่ำเสมอ (รูปที่ c)

แผนภาพแสดงวิธีเชื่อมต่อโหลดจากแผงไฟฟ้า

การคำนวณสายไฟสำหรับการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

การเลือกค่าเฉลี่ยของรีแอกแตนซ์สำหรับตัวนำที่ทำจากอะลูมิเนียมหรือเหล็กกล้า-อะลูมิเนียม เช่น 0.35 โอห์ม/กม.
การคำนวณโหลด P, Q.
การคำนวณการสูญเสียปฏิกิริยา:

∆U p = Q∙x 0 ∙L/U ชื่อ

การหาค่าความสูญเสียเชิงแอคทีฟที่อนุญาตจากความแตกต่างระหว่างการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าซึ่งระบุไว้ และค่าปฏิกิริยาที่คำนวณได้:

∆U ก = ∆U – ∆U p

หน้าตัดของเส้นลวดหาได้จากความสัมพันธ์:

s = P∙L∙r 0 /(∆U a ∙U ชื่อ)

การเลือกค่าหน้าตัดที่ใกล้ที่สุดจากซีรีย์มาตรฐานและกำหนดค่าความต้านทานแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟต่อ 1 กม. ของเส้นจากตาราง

รูปนี้แสดงส่วนตัดขวางของแกนสายเคเบิลที่มีขนาดต่างกัน

แกนสายเคเบิลในส่วนต่างๆ

ขึ้นอยู่กับค่าที่ได้รับ ค่าแรงดันไฟฟ้าตกที่ปรับแล้วจะถูกคำนวณโดยใช้สูตรที่ให้ไว้ก่อนหน้านี้ หากเกินค่าที่อนุญาต คุณควรนำลวดที่ใหญ่กว่าจากแถวเดียวกันมาคำนวณใหม่

ตัวอย่างที่ 1 การคำนวณสายเคเบิลภายใต้โหลดที่ใช้งานอยู่

ในการคำนวณสายเคเบิลก่อนอื่นคุณควรกำหนดภาระรวมของผู้บริโภคทั้งหมด P = 3.8 kW สามารถใช้เป็นค่าเริ่มต้นได้ ความแรงในปัจจุบันถูกกำหนดโดยสูตรที่รู้จักกันดี:

หากโหลดทั้งหมดทำงานอยู่ cosφ=1

โดยการแทนที่ค่าลงในสูตรคุณจะพบกระแสซึ่งจะเท่ากับ: I = 3.8∙1,000/220 = 17.3 A.

ตามตารางพบหน้าตัดของสายเคเบิลสำหรับตัวนำทองแดงคือ 1.5 มม. 2

ตอนนี้คุณสามารถหาความต้านทานของสายเคเบิลยาว 20 ม. ได้: R=2∙r 0 ∙L/s=2∙0.0175 (โอห์ม∙มม. 2)∙20 (ม.)/1.5 (มม. 2)=0.464 โอห์ม

สูตรคำนวณความต้านทานของสายเคเบิลแบบสองคอร์จะคำนึงถึงความยาวของสายไฟทั้งสองเส้น

เมื่อกำหนดค่าความต้านทานของสายเคเบิลแล้ว คุณจะพบการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าได้อย่างง่ายดาย: ∆U=I∙R/U∙100% =17.3 A∙0.464 โอห์ม/220 V∙100%=3.65%

หากแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตคือ 220 V ค่าเบี่ยงเบนที่อนุญาตต่อโหลดคือ 5% และผลลัพธ์ที่ได้จะต้องไม่เกินค่าดังกล่าว หากเกินพิกัดความเผื่อ จำเป็นต้องใช้ลวดที่มีขนาดใหญ่กว่าจากช่วงมาตรฐาน โดยมีหน้าตัด 2.5 มม. 2

ตัวอย่างที่ 2 การคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกเมื่อจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ไฟฟ้า

มอเตอร์ไฟฟ้าใช้กระแสไฟฟ้าภายใต้พารามิเตอร์ต่อไปนี้:

ฉันนาม = 100 A;
cos φ = 0.8 ในโหมดปกติ
ฉันเริ่มต้น = 500 A;
cos φ = 0.35 เมื่อเริ่มต้น;
แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมแผงไฟฟ้าที่จ่ายกระแสไฟฟ้า 1,000 A คือ 10 V

ในรูป และด้านล่างเป็นแผนภาพแหล่งจ่ายไฟของมอเตอร์ไฟฟ้า

วงจรจ่ายไฟสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้า (a) และไฟส่องสว่าง (b)

เพื่อหลีกเลี่ยงการคำนวณ จะใช้ตารางที่มีความแม่นยำเพียงพอสำหรับการใช้งานจริงโดยคำนวณแล้ว ∆U ระหว่างเฟสในสายเคเบิลยาว 1 กม. ที่ค่าปัจจุบัน 1 A ตารางด้านล่างคำนึงถึงค่าหน้าตัดของ แกน วัสดุตัวนำ และชนิดของวงจร

ตารางกำหนดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิล

ส่วนในหน่วยมม. 2		วงจรเฟสเดียว			วงจรสามเฟสที่สมดุล
		กำลังมอเตอร์		แสงสว่าง	กำลังมอเตอร์		แสงสว่าง
		ทาสธรรมดาคนหนึ่ง โหมด	ปล่อย		ทาสธรรมดาคนหนึ่ง โหมด	ปล่อย
ลูกบาศ์ก	อัล	คอส = 0.8	คอส = 0.35	คอส = 1	คอส = 0.8	คอส = 0.35	คอส = 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

แรงดันไฟฟ้าตกระหว่างการทำงานปกติของมอเตอร์ไฟฟ้าจะเป็น:

∆U% = 100∆U/U ชื่อ

สำหรับหน้าตัดขนาด 35 มม. 2 ∆U สำหรับกระแส 1 A จะเป็น 1 V/km จากนั้น ด้วยกระแสไฟฟ้า 100 A และความยาวสายเคเบิล 0.05 กม. การสูญเสียจะเท่ากับ ∆U = 1 V/A km∙100 A∙ 0.05 กม. = 5 V เมื่อเพิ่มแรงดันไฟตกบนแผงเข้าไปด้วย ของ 10 V, การสูญเสียทั้งหมด ∆ U ทั้งหมด = 10 V + 5 V = 15 V เป็นผลให้เปอร์เซ็นต์การสูญเสียจะเป็น:

∆U% = 100∙15/400 = 3.75%

ค่านี้น้อยกว่าการสูญเสียที่อนุญาตอย่างมาก (8%) และถือว่ายอมรับได้

เมื่อมอเตอร์ไฟฟ้าสตาร์ท กระแสไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นเป็น 500 A ซึ่งมากกว่ากระแสไฟฟ้าที่กำหนด 400 V โหลดบนแผงกระจายสินค้าจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนที่เท่ากัน มันจะเป็น 1,400 A แรงดันตกคร่อมจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วน:

∆U = 10∙1400/1000 = 14 โวลต์

ตามตาราง แรงดันไฟฟ้าตกในสายเคเบิลจะเป็น: ∆U = 0.52∙500∙0.05 = 13 V โดยรวมแล้ว การสูญเสียการเริ่มต้นของมอเตอร์จะเป็น ∆U รวม = 13+14 = 27 V จากนั้นคุณควรพิจารณา ค่านี้จะเท่ากับความสัมพันธ์เปอร์เซ็นต์: ∆U = 27/400∙100 =6.75% ผลลัพธ์อยู่ภายในขีดจำกัดที่ยอมรับได้ เนื่องจากจะต้องไม่เกินขีดจำกัด 8%

ควรเลือกการป้องกันสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าในลักษณะที่แรงดันไฟฟ้าตอบสนองมากกว่าเมื่อสตาร์ท

ตัวอย่างที่ 3 การคำนวณ ∆U ในวงจรไฟส่องสว่าง

วงจรไฟส่องสว่างแบบเฟสเดียวจำนวน 3 วงจรเชื่อมต่อแบบขนานกับสายจ่ายไฟสี่สายสามเฟสที่ประกอบด้วยตัวนำขนาด 70 มม. 2 ตัว ยาว 50 ม. รับกระแสไฟ 150 A ไฟส่องสว่างเป็นเพียงส่วนหนึ่งของโหลดของสายไฟ (รูปที่ ข.) ข้างบน).

วงจรไฟส่องสว่างแต่ละวงจรทำจากลวดทองแดงยาว 20 ม. โดยมีหน้าตัด 2.5 มม. 2 และมีกระแสไฟ 20 A โหลดทั้งสามโหลดเชื่อมต่อกับเฟสเดียวกัน ในกรณีนี้ สายไฟจะมีความสมดุลของโหลด

จำเป็นต้องกำหนดแรงดันไฟฟ้าตกในแต่ละวงจรไฟส่องสว่าง

แรงดันไฟฟ้าตกในสายสามเฟสถูกกำหนดโดยโหลดที่มีประสิทธิผลที่ระบุในเงื่อนไขตัวอย่าง: เส้นเฟส ∆U = 0.55∙150∙0.05 = 4.125 V นี่คือการสูญเสียระหว่างเฟส ในการแก้ปัญหา คุณต้องค้นหาการสูญเสียระหว่างเฟสและศูนย์: ∆ เส้น U fn = 4.125/√3 = 2.4 V

แรงดันไฟฟ้าตกสำหรับวงจรเฟสเดียวหนึ่งวงจรคือ ∆U ทั้งหมด = 18∙20∙0.02=7.2 V หากคุณรวมการสูญเสียในสายจ่ายไฟและวงจรเข้าด้วยกัน แล้วผลรวมทั้งหมดจะเป็น ∆U ทั้งหมด = 2.4+7.2 = 9.6 V โดยคิดเป็นเปอร์เซ็นต์ จะเป็น 9.6/230∙100 = 4.2% ผลลัพธ์เป็นที่น่าพอใจเนื่องจากมีค่าน้อยกว่าค่าที่อนุญาตคือ 6%

ตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า วีดีโอ

วิธีตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าตกบนสายเคเบิลประเภทต่างๆ สามารถดูได้จากวิดีโอด้านล่าง

เมื่อเชื่อมต่อเครื่องใช้ไฟฟ้าสิ่งสำคัญคือต้องคำนวณและเลือกสายไฟและสายไฟให้ถูกต้องเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่สูญเสียไปไม่เกินค่าที่อนุญาต การสูญเสียในเครือข่ายอุปทานจะถูกเพิ่มเข้าไปด้วยซึ่งควรจะสรุป

เมื่อออกแบบเครือข่ายและระบบไฟฟ้าที่มีกระแสไฟฟ้าต่ำ มักจำเป็นต้องคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิลและสายไฟ การคำนวณเหล่านี้จำเป็นเพื่อเลือกสายเคเบิลที่เหมาะสมที่สุด หากคุณเลือกตัวนำผิดระบบจ่ายไฟจะล้มเหลวอย่างรวดเร็วหรือจะไม่สตาร์ทเลย เพื่อหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดที่อาจเกิดขึ้น ขอแนะนำให้ใช้เครื่องคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าออนไลน์ ข้อมูลที่ได้รับโดยใช้เครื่องคิดเลขจะช่วยให้การทำงานของสายและเครือข่ายมีเสถียรภาพและปลอดภัย

สาเหตุของการสูญเสียพลังงานระหว่างการส่งไฟฟ้า

การสูญเสียที่สำคัญเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากการกระจายตัวที่มากเกินไป เนื่องจากความร้อนที่มากเกินไป สายเคเบิลจึงอาจร้อนมากได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้ภาระหนักและการคำนวณการสูญเสียไฟฟ้าที่ไม่ถูกต้อง ความร้อนที่มากเกินไปทำให้เกิดความเสียหายต่อฉนวน ก่อให้เกิดภัยคุกคามต่อสุขภาพและชีวิตของผู้คนอย่างแท้จริง

การสูญเสียไฟฟ้ามักเกิดขึ้นเนื่องจากสายเคเบิลยาวเกินไปและมีกำลังโหลดสูง ในกรณีที่ใช้งานเป็นเวลานานค่าไฟฟ้าจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก การคำนวณที่ไม่ถูกต้องอาจทำให้อุปกรณ์ทำงานผิดปกติได้ เช่น สัญญาณเตือนภัย การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิลมีความสำคัญเมื่อแหล่งจ่ายไฟของอุปกรณ์เป็น DC หรือ AC แรงดันต่ำ พิกัดตั้งแต่ 12 ถึง 48V

วิธีการคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

เครื่องคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าออนไลน์จะช่วยคุณหลีกเลี่ยงปัญหาที่อาจเกิดขึ้น ตารางข้อมูลต้นฉบับประกอบด้วยข้อมูลเกี่ยวกับความยาวของสายเคเบิล หน้าตัด และวัสดุที่ใช้ในการผลิต สำหรับการคำนวณ จะต้องระบุข้อมูลเกี่ยวกับกำลังโหลด แรงดันและกระแส นอกจากนี้ ยังคำนึงถึงตัวประกอบกำลังและคุณลักษณะอุณหภูมิของสายเคเบิลด้วย หลังจากกดปุ่ม ข้อมูลจะปรากฏเกี่ยวกับการสูญเสียพลังงานเป็นเปอร์เซ็นต์ ตัวบ่งชี้ความต้านทานของตัวนำ พลังงานปฏิกิริยา และแรงดันไฟฟ้าที่โหลดสัมผัส

สูตรการคำนวณพื้นฐานมีดังต่อไปนี้: ΔU=IхRL โดยที่ ΔU หมายถึงแรงดันไฟฟ้าที่สูญเสียบนเส้นการจ่าย I คือกระแสที่ใช้ไป ซึ่งกำหนดโดยพารามิเตอร์ผู้บริโภคเป็นหลัก RL สะท้อนถึงความต้านทานของสายเคเบิล ขึ้นอยู่กับความยาวและพื้นที่หน้าตัด เป็นค่าหลังที่มีบทบาทสำคัญในการสูญเสียพลังงานในสายไฟและสายเคเบิล

โอกาสในการลดการสูญเสีย

วิธีหลักในการลดการสูญเสียของสายเคเบิลคือการเพิ่มพื้นที่หน้าตัด นอกจากนี้คุณยังสามารถลดความยาวของตัวนำและลดภาระได้อีกด้วย อย่างไรก็ตาม สองวิธีสุดท้ายไม่สามารถนำมาใช้ได้เสมอไปเนื่องจากเหตุผลทางเทคนิค ดังนั้นในหลายกรณี ทางเลือกเดียวคือลดความต้านทานของสายเคเบิลโดยการเพิ่มหน้าตัด

ข้อเสียที่สำคัญของหน้าตัดขนาดใหญ่ถือเป็นต้นทุนวัสดุที่เพิ่มขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ความแตกต่างจะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเมื่อระบบเคเบิลทอดยาวในระยะทางไกล ดังนั้นในขั้นตอนการออกแบบคุณต้องเลือกสายเคเบิลที่มีหน้าตัดที่ต้องการทันทีซึ่งคุณจะต้องคำนวณการสูญเสียพลังงานโดยใช้เครื่องคิดเลข โปรแกรมนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการเขียนโครงการสำหรับงานติดตั้งระบบไฟฟ้าเนื่องจากการคำนวณด้วยตนเองใช้เวลานานและในโหมดเครื่องคิดเลขออนไลน์การคำนวณจะใช้เวลาไม่กี่วินาทีอย่างแท้จริง

การคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกเมื่อจ่ายไฟให้กับผู้บริโภคโดยใช้วงจรรัศมีนั้นค่อนข้างง่าย หนึ่งส่วน, หนึ่งส่วนของสายเคเบิล, หนึ่งความยาว, หนึ่งกระแสโหลด เราแทนที่ข้อมูลนี้ลงในสูตรและรับผลลัพธ์

เมื่อจ่ายไฟให้กับผู้บริโภคผ่านวงจรหลัก (ลูป) การคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกจะยากขึ้น ในความเป็นจริง คุณต้องทำการคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมหลายครั้งสำหรับหนึ่งบรรทัด: คุณต้องทำการคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมสำหรับแต่ละส่วน ปัญหาเพิ่มเติมเกิดขึ้นเมื่อการใช้พลังงานของเครื่องรับไฟฟ้าที่ขับเคลื่อนโดยวงจรหลักเปลี่ยนไป การเปลี่ยนแปลงกำลังของเครื่องรับไฟฟ้าหนึ่งตัวจะสะท้อนให้เห็นในห่วงโซ่ทั้งหมด

ในทางปฏิบัติแล้วการจ่ายพลังงานผ่านวงจรหลักและลูปเป็นเรื่องปกติเพียงใด มีตัวอย่างมากมายที่สามารถให้ได้:

ในเครือข่ายกลุ่ม ได้แก่ เครือข่ายแสงสว่างและเครือข่ายซ็อกเก็ต
ในอาคารที่พักอาศัย แผงพื้นใช้พลังงานจากวงจรหลัก
ในอาคารอุตสาหกรรมและอาคารพาณิชย์ มักใช้วงจรจ่ายไฟหลักและแหล่งจ่ายไฟแบบลูปแผง
บัสบาร์เป็นตัวอย่างในการจัดหาผู้บริโภคผ่านวงจรลำตัว
แหล่งจ่ายไฟสำหรับเสาไฟถนนกลางแจ้ง

ลองคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกโดยใช้ตัวอย่างของแสงกลางแจ้ง

สมมติว่าคุณจำเป็นต้องคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกสำหรับเสาไฟภายนอกอาคาร 4 เสา ซึ่งได้รับพลังงานจากแผงไฟภายนอกอาคาร ShchNO ตามลำดับ

ความยาวของส่วนตั้งแต่โล่ถึงเสาระหว่างเสา: L1, L2, L3, L4
กระแสไหลผ่านส่วนต่างๆ: I1, I2, I3, I4
แรงดันไฟฟ้าตกในส่วนต่างๆ: dU%1, dU%2, dU%3, dU%4
กระแสไฟฟ้าที่ใช้โดยหลอดไฟแต่ละขั้ว, อิแลมป์

เสาถูกขับเคลื่อนด้วยวงตามลำดับ:

I4=อิแลมป์
I3=I4+อิแลมป์
I2=I3+อิแลมป์
I1=I2+อิแลมป์

ไม่ทราบกระแสไฟที่ใช้โดยหลอดไฟ แต่ทราบกำลังของหลอดไฟและประเภทของหลอดไฟ (ไม่ว่าจะจากแค็ตตาล็อกหรือตามข้อ 6.30 ของ SP 31-110-2003)

กระแสไฟฟ้าถูกกำหนดโดยสูตร:

สูตรคำนวณกระแสเฟสรวม

ฉัน f - กระแสเฟสทั้งหมด
P - พลังที่ใช้งานอยู่
U f - แรงดันเฟส
cosφ - ตัวประกอบกำลัง
N f - จำนวนเฟส (N f =1 สำหรับโหลดเฟสเดียว, N f =3 สำหรับโหลดเฟสเดียว)

ฉันขอเตือนคุณว่าแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้น (เฟสต่อเฟส) มากกว่าแรงดันไฟฟ้าเฟส √3 เท่า:

เมื่อคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกในเครือข่ายสามเฟส จะถือว่าแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมสาย ในเครือข่ายเฟสเดียว แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมเฟสเดียวจะถูกนำมาพิจารณาด้วย

แรงดันไฟฟ้าตกคำนวณโดยใช้สูตร:

ผม ฉ - กระแสเฟสทั้งหมดที่ไหลผ่านส่วน
R - ความต้านทานส่วน
cosφ - ตัวประกอบกำลัง

ความต้านทานส่วนคำนวณโดยใช้สูตร

ρ - ความต้านทานของตัวนำ (ทองแดง, อลูมิเนียม)
L - ความยาวส่วน
S - หน้าตัดของตัวนำ
N คือจำนวนตัวนำขนานในเส้น

โดยทั่วไปแล้ว แคตตาล็อกจะระบุค่าความต้านทานเฉพาะสำหรับหน้าตัดของตัวนำต่างๆ

หากมีข้อมูลเกี่ยวกับความต้านทานของตัวนำสูตรในการคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกจะอยู่ในรูปแบบ:

สูตรคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกในวงจรสามเฟส

แทนที่ค่าที่สอดคล้องกันของกระแส, ความต้านทาน, ความยาว, จำนวนตัวนำขนานและตัวประกอบกำลังในสูตรเราคำนวณขนาดของแรงดันไฟฟ้าตกในส่วนนี้

เอกสารกำกับดูแลควบคุมค่าของแรงดันไฟฟ้าตกสัมพัทธ์ (เป็นเปอร์เซ็นต์ของค่าเล็กน้อย) ซึ่งคำนวณโดยใช้สูตร:

U คือแรงดันไฟฟ้าเครือข่ายที่กำหนด

สูตรการคำนวณแรงดันไฟฟ้าตกสัมพัทธ์จะเหมือนกันสำหรับเครือข่ายสามเฟสและเฟสเดียว เมื่อคำนวณในเครือข่ายสามเฟสคุณจะต้องแทนที่แรงดันไฟฟ้าตกและพิกัดสามเฟสเมื่อคำนวณในเครือข่ายเฟสเดียว - เฟสเดียว:

ทฤษฎีนี้เสร็จสิ้นแล้ว มาดูวิธีการใช้งานโดยใช้ DDECAD กัน

ลองใช้ข้อมูลเริ่มต้นต่อไปนี้:

กำลังไฟหลอดไฟ 250W, cosφ=0.85
ระยะห่างระหว่างเสาตั้งแต่โล่ถึงเสาแรกคือ L1=L2=L3=L4=20ม.
เสาใช้พลังงานจากสายทองแดงขนาด 3×10
กิ่งก้านจากสายไฟถึงโคมไฟทำด้วยสายไฟขนาด 3x2.5 ยาว 6 ม.

สำหรับแต่ละคอลัมน์เราจะสร้างตารางการคำนวณ

เรากรอกข้อมูลสำหรับหลอดไฟในแต่ละตารางการคำนวณ:

เราเชื่อมต่อตารางการคำนวณคอลัมน์ 4 กับตารางการคำนวณคอลัมน์ 3 กับคอลัมน์ 2 - คอลัมน์ 3 กับคอลัมน์ 1 - คอลัมน์ 2 กับ SCHO - คอลัมน์ 1:

ถัดไปจากตารางการคำนวณ SCHO ค่าของแรงดันไฟฟ้าตกที่คำนวณโดยโปรแกรมที่ส่วนท้ายของส่วนแรก (คอลัมน์ 1) จะถูกถ่ายโอนไปยังเซลล์สีเขียวของตารางการคำนวณ คอลัมน์ 1:

ควรโอนค่าโดยอ้างอิงไปยังเซลล์ของตารางการคำนวณของแผงระดับที่สูงกว่า ในกรณีของคอลัมน์ 1 และ SCHO จะทำดังนี้:

ในตารางการคำนวณคอลัมน์ 1 เคอร์เซอร์จะวางอยู่บนเซลล์สีเขียวในคอลัมน์ “∆U”
คลิก "="
สลับไปที่ตารางการคำนวณ SCHO
วางเคอร์เซอร์บนเซลล์ในคอลัมน์ “∆U ∑” ซึ่งอยู่ในบรรทัดคอลัมน์ 1
กดปุ่มตกลง".

เราได้รับแรงดันไฟฟ้าตกที่คำนวณได้ในตอนท้ายของส่วนที่สอง (คอลัมน์ 2) - 0.37% และแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมที่คำนวณได้ทั่วหลอดไฟ - 0.27%

เราทำเช่นเดียวกันกับตารางการคำนวณอื่น ๆ ทั้งหมดและรับค่าที่คำนวณได้ของแรงดันไฟฟ้าตกในทุกส่วน
เนื่องจากเราเชื่อมโยงตารางต่างๆ (โดยใช้โปรแกรม เชื่อมต่อตารางหนึ่งไปยังอีกตารางหนึ่ง และถ่ายโอนค่าแรงดันไฟฟ้าตกด้วยตนเอง) เราจึงได้ระบบที่เชื่อมโยงกัน หากคุณทำการเปลี่ยนแปลงทุกอย่างจะเรียบร้อย โดยอัตโนมัติคำนวณใหม่

ปัญหาด้านคุณภาพของการส่งและรับพลังงานไฟฟ้าส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับสภาพของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อนนี้ เนื่องจากอุตสาหกรรมพลังงานขนส่งพลังงานจำนวนมหาศาลในระยะทางไกล ความต้องการที่เพิ่มขึ้นจึงถูกวางลงบนลักษณะของสายไฟ

ยิ่งไปกว่านั้น ให้ความสนใจอย่างต่อเนื่องในการลดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าไม่เพียงแต่กับแหล่งจ่ายไฟหลักที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงยาวเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวงจรทุติยภูมิด้วย เช่น หม้อแปลงวัดแรงดันไฟฟ้า ดังที่แสดงในรูปถ่าย

สายเคเบิลของวงจรทุติยภูมิ VT จากแต่ละเฟสจะถูกรวบรวมไว้ในที่เดียว - ตู้ประกอบเทอร์มินัล จากสวิตช์เกียร์นี้ซึ่งอยู่บนเสาติดตั้งอุปกรณ์ตรงกลาง วงจรแรงดันไฟฟ้าจะจ่ายด้วยสายเคเบิลแยกต่างหากไปยังแผงขั้วต่อของแผงที่อยู่ในห้องรีเลย์

อุปกรณ์ไฟฟ้าหลักอยู่ห่างจากอุปกรณ์ป้องกันและอุปกรณ์ตรวจวัดที่ติดตั้งบนแผงเป็นระยะทางพอสมควร ความยาวของสายเคเบิลดังกล่าวสูงถึง 300-400 เมตร ระยะห่างดังกล่าวนำไปสู่การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่เห็นได้ชัดเจนในวงจรภายใน ซึ่งอาจประเมินลักษณะทางมาตรวิทยาของเครื่องมือวัดและระบบโดยรวมต่ำไปอย่างมาก

ด้วยเหตุนี้ คุณภาพของการแปลงค่าแรงดันไฟฟ้าหลัก เช่น 330 กิโลโวลต์ เป็นค่ารอง 100 โวลต์ โดยมีระดับความแม่นยำที่ต้องการคือ 0.2 หรือ 0.5 อาจไม่อยู่ภายในขีดจำกัดที่อนุญาตซึ่งจำเป็นสำหรับการดำเนินการวัดที่เชื่อถือได้ ระบบและการป้องกัน

เพื่อกำจัดข้อผิดพลาดดังกล่าวในขั้นตอนการปฏิบัติงาน สายเคเบิลวัดทั้งหมดจะต้องคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าแม้ในระหว่างการออกแบบวงจรอุปกรณ์ไฟฟ้า

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้นได้อย่างไร

สายเคเบิลประกอบด้วยแกนนำไฟฟ้า ซึ่งแต่ละแกนล้อมรอบด้วยชั้นอิเล็กทริก โครงสร้างทั้งหมดถูกวางไว้ในตัวเรือนอิเล็กทริกที่ปิดสนิท

ตัวนำโลหะวางอยู่ใกล้กันมากโดยกดให้แน่นด้วยปลอกป้องกัน เมื่อแถวยาวพวกเขาก็เริ่มทำงาน เนื่องจากการกระทำของมันทำให้เกิดความจุซึ่งเป็นส่วนสำคัญของปฏิกิริยา

เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงขดลวดของหม้อแปลง เครื่องปฏิกรณ์ และองค์ประกอบอื่น ๆ ที่มีการเหนี่ยวนำ กำลังของพลังงานไฟฟ้าจึงกลายเป็นอุปนัยในธรรมชาติ ความต้านทานของแกนโลหะเป็นส่วนประกอบที่ใช้งานของความต้านทานรวมหรือความต้านทานเชิงซ้อน Zp ของแต่ละเฟส

ในการทำงานภายใต้แรงดันไฟฟ้า สายเคเบิลจะเชื่อมต่อกับโหลดที่มีความต้านทานเชิงซ้อน Zn รวมในแต่ละแกน

ในระหว่างการทำงานของสายเคเบิลในวงจรสามเฟสภายใต้สภาวะโหลดที่กำหนด กระแสในเฟส L1-L3 จะมีความสมมาตร และกระแสไฟฟ้าที่ไม่สมดุลใกล้กับศูนย์มากจะไหลในสายนิวทรัล N

ความต้านทานที่ซับซ้อนของตัวนำเมื่อกระแสไหลผ่านทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าตกและสูญเสียในสายเคเบิลลดค่าอินพุตและเนื่องจากส่วนประกอบที่ทำปฏิกิริยาจึงเบี่ยงเบนไปตามมุมด้วย ทั้งหมดนี้แสดงเป็นแผนผังในแผนภาพเวกเตอร์

ที่เอาต์พุตของสายเคเบิลจะมีแรงดันไฟฟ้า U2 ซึ่งเบี่ยงเบนไปจากเวกเตอร์ปัจจุบันเป็นมุม φ และลดลงตามจำนวนหยด I ∙z จากค่าอินพุต U1 กล่าวอีกนัยหนึ่งเวกเตอร์แรงดันตกในสายเคเบิลนั้นเกิดจากการที่กระแสไฟฟ้าผ่านความต้านทานเชิงซ้อนของตัวนำและเท่ากับค่าของความแตกต่างทางเรขาคณิตระหว่างเวกเตอร์อินพุตและเอาต์พุต

เพื่อความชัดเจน จะแสดงในระดับขยายและกำหนดโดยส่วน ac หรือด้านตรงข้ามมุมฉากของรูปสามเหลี่ยมมุมฉากถาม ขา ak และ kc บ่งบอกถึงแรงดันตกคร่อมส่วนประกอบที่ทำงานและปฏิกิริยาของความต้านทานของสายเคเบิล

ให้เราคิดต่อไปในทิศทางของเวกเตอร์ U2 จนกระทั่งมันตัดกับเส้นของวงกลมที่เกิดจากเวกเตอร์ U1 จากจุดศูนย์กลางที่จุด O ตอนนี้เรามีเวกเตอร์ ab โดยมีมุมทำซ้ำทิศทางของ U2 และมีความยาวเท่ากัน ถึงผลต่างทางคณิตศาสตร์ระหว่างค่า U1-U2 ปริมาณสเกลาร์นี้เรียกว่าการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

มีการคำนวณเมื่อสร้างโครงการและวัดระหว่างการทำงานของสายเคเบิลเพื่อตรวจสอบความปลอดภัยของคุณลักษณะทางเทคนิค

ในการทำการทดลองจำเป็นต้องทำการวัดสองครั้งด้วยโวลต์มิเตอร์ที่ปลายต่างกัน: อินพุตและโหลด เนื่องจากความแตกต่างจะมีน้อยจึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูงโดยเฉพาะคลาส 0.2

ความยาวของสายเคเบิลอาจยาวได้ซึ่งจะต้องใช้เวลามากในการย้ายจากที่หนึ่งไปอีกที่หนึ่ง ในช่วงเวลานี้แรงดันไฟฟ้าในเครือข่ายสามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยเหตุผลหลายประการซึ่งจะทำให้ผลลัพธ์สุดท้ายผิดเพี้ยนไป ดังนั้นการวัดดังกล่าวมักจะดำเนินการพร้อมกันจากทั้งสองด้าน โดยมีผู้ช่วยที่มีอุปกรณ์สื่อสารและอุปกรณ์วัดที่มีความแม่นยำสูงตัวที่สอง

เนื่องจากโวลต์มิเตอร์วัดค่าประสิทธิผลของแรงดันไฟฟ้า ความแตกต่างในการอ่านจะระบุจำนวนการสูญเสียที่เกิดจากการลบเลขคณิตของโมดูลเวกเตอร์ที่อินพุตและเอาต์พุตของสายเคเบิล

เป็นตัวอย่าง ให้พิจารณาวงจรของหม้อแปลงวัดแรงดันไฟฟ้าที่แสดงในภาพด้านบน สมมติว่าค่าเชิงเส้นที่อินพุตสายเคเบิลวัดได้อย่างแม่นยำถึงหนึ่งในสิบและเท่ากับ 100.0 โวลต์ และที่ขั้วเอาต์พุตที่เชื่อมต่อกับโหลดคือ 99.5 โวลต์ ซึ่งหมายความว่าการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดเป็น 100.0-99.5 = 0.5 V เมื่อแปลงเป็นเปอร์เซ็นต์ จะเท่ากับ 0.5%

หลักการคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

กลับไปที่แผนภาพเวกเตอร์ของแรงดันตกและเวกเตอร์การสูญเสีย เมื่อทราบการออกแบบสายเคเบิลแล้ว ความต้านทานเชิงแอกทีฟของสายเคเบิลจะคำนวณจากความต้านทาน ความหนา และความยาวของโลหะของแกนนำกระแสไฟฟ้า

ค่ารีแอกแตนซ์และความยาวเฉพาะทำให้คุณสามารถกำหนดค่ารีแอกแตนซ์รวมของสายเคเบิลได้ บ่อยครั้ง สำหรับการคำนวณ ก็เพียงพอแล้วที่จะใช้หนังสืออ้างอิงพร้อมตารางและคำนวณแนวต้านทั้งสองประเภท (แอคทีฟและรีแอกทีฟ)

เมื่อทราบสองขาของสามเหลี่ยมมุมฉากแล้ว ด้านตรงข้ามมุมฉากจะถูกคำนวณ - ค่าของความต้านทานเชิงซ้อน

สายเคเบิลถูกสร้างขึ้นเพื่อส่งกระแสตามค่าพิกัด ด้วยการคูณค่าตัวเลขด้วยความต้านทานเชิงซ้อน เราจะทราบขนาดของแรงดันตกคร่อม - ด้านไฟฟ้ากระแสสลับ ทั้งสองด้านมีการคำนวณในทำนองเดียวกัน: ak (I∙R) และkс (I∙X)

ถัดไป จะทำการคำนวณตรีโกณมิติอย่างง่าย ในรูปสามเหลี่ยม ake นั้น ขา ae ถูกกำหนดโดยการคูณ I∙R ด้วย cos φ และใน Δ сkf - ความยาวด้าน cf (I∙X คูณด้วย sin φ) โปรดทราบว่าส่วน cf เท่ากับความยาวของส่วน ed ซึ่งเป็นด้านตรงข้ามของสี่เหลี่ยมผืนผ้า

เพิ่มความยาวผลลัพธ์ ae และ ed เรามาดูความยาวของโฆษณาส่วน ซึ่งน้อยกว่า ab หรือการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าเล็กน้อย เนื่องจากค่า bd มีค่าน้อย จึงเป็นการง่ายกว่าที่จะละเลยค่านี้มากกว่าการพยายามนำมาพิจารณาในการคำนวณซึ่งมักจะทำเกือบทุกครั้ง

อัลกอริธึมอย่างง่ายนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณสายเคเบิลแบบสองคอร์เมื่อจ่ายไฟจากกระแสสลับไซน์ซอยด์ เทคนิคนี้ยังใช้ได้กับการปรับเปลี่ยนวงจรไฟฟ้ากระแสตรงเล็กน้อยอีกด้วย

ในสายสามเฟสที่ทำงานบนสายเคเบิลสามหรือสี่คอร์ จะใช้เทคนิคการคำนวณที่คล้ายกันสำหรับแต่ละเฟส ด้วยเหตุนี้จึงมีความซับซ้อนมากขึ้น

วิธีการคำนวณในทางปฏิบัติ

เวลาที่คำนวณด้วยตนเองโดยใช้สูตรนั้นหายไปนานแล้ว องค์กรออกแบบใช้ตาราง กราฟ และไดอะแกรมพิเศษที่รวบรวมในหนังสืออ้างอิงทางเทคนิคมานานแล้ว ช่วยขจัดความน่าเบื่อหน่ายในการดำเนินการทางคณิตศาสตร์จำนวนมากและข้อผิดพลาดของผู้ปฏิบัติงานที่เกี่ยวข้อง

ตัวอย่างเช่น เราสามารถอ้างอิงวิธีการที่ระบุไว้ในหนังสืออ้างอิงที่เปิดเผยต่อสาธารณะ:

Fedorov เกี่ยวกับการจัดหาไฟฟ้าในปี 1986;

ในงานออกแบบระบบจ่ายไฟของสายไฟและเครือข่ายไฟฟ้า เรียบเรียงโดย Bolshman, Krupovich และ Samover

ด้วยการนำคอมพิวเตอร์เข้ามาในชีวิตของเราเป็นจำนวนมาก โปรแกรมสำหรับคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจึงเริ่มได้รับการพัฒนา ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในกระบวนการนี้อย่างมาก พวกเขาถูกสร้างขึ้นทั้งเพื่อทำการคำนวณที่ซับซ้อนของเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟโดยองค์กรออกแบบและเพื่อประมาณผลลัพธ์เบื้องต้นของการใช้สายเคเบิลแยกต่างหาก

เพื่อจุดประสงค์เหล่านี้ เจ้าของไซต์วิศวกรรมไฟฟ้าจะโพสต์เครื่องคิดเลขต่างๆ บนทรัพยากรของตน ซึ่งช่วยให้คุณสามารถประเมินความสามารถของสายเคเบิลของแบรนด์ต่างๆ ได้อย่างรวดเร็ว หากต้องการค้นหา เพียงป้อนคำค้นหาที่เหมาะสมในการค้นหาของ Google และเลือกหนึ่งในบริการ

พิจารณาการทำงานของเครื่องคิดเลขประเภทนี้เป็นตัวอย่าง

มาทำการทดสอบและป้อนข้อมูลเริ่มต้นในช่องที่เหมาะสม:

กระแสสลับ;

อลูมิเนียม;

ความยาวสาย - 400 ม.

หน้าตัดของสายเคเบิล - 16 มม. ตร. (ส่วนใหญ่ไม่ใช่สายเคเบิล แต่เป็นแกนเดียว)

การคำนวณพลังงาน - 100 วัตต์;

จำนวนเฟส - 3;

แรงดันไฟหลัก - 100 โวลต์;

ตัวประกอบกำลัง -0.92;

อุณหภูมิ - 20 องศา

คลิกปุ่ม "การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิล" และดูผลลัพธ์ของบริการ

ผลลัพธ์ค่อนข้างเป็นไปได้: 0.714 โวลต์หรือ 0.714%

ลองตรวจสอบอีกครั้งในเว็บไซต์อื่น ในการดำเนินการนี้ ให้ไปที่บริการที่แข่งขันกันและป้อนค่าเดียวกัน

เป็นผลให้เราได้รับการคำนวณอย่างรวดเร็ว

ตอนนี้คุณสามารถเปรียบเทียบผลลัพธ์ที่ดำเนินการโดยบริการต่างๆ 0.714-0.693373=0.021 โวลต์

ความแม่นยำในการคำนวณในทั้งสองกรณีนั้นค่อนข้างยอมรับได้ ไม่เพียงแต่สำหรับการวิเคราะห์คุณลักษณะประสิทธิภาพของสายเคเบิลอย่างรวดเร็ว แต่ยังเพื่อวัตถุประสงค์อื่นด้วย

วิธีเปรียบเทียบการทำงานของบริการออนไลน์ทั้งสองแสดงให้เห็นประสิทธิภาพและไม่มีข้อผิดพลาดในการป้อนข้อมูลที่บุคคลสามารถทำได้เนื่องจากการไม่ตั้งใจ

อย่างไรก็ตาม เมื่อทำการคำนวณเช่นนี้แล้ว ยังเร็วเกินไปที่จะสงบสติอารมณ์ จำเป็นต้องสรุปผลเกี่ยวกับความเหมาะสมของสายเคเบิลที่เลือกสำหรับการทำงานภายใต้สภาวะการทำงานเฉพาะ เพื่อจุดประสงค์นี้มีข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตจากบรรทัดฐาน

เอกสารกำกับดูแลเกี่ยวกับการเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าจากค่าที่ระบุ

ใช้อย่างใดอย่างหนึ่งต่อไปนี้ ขึ้นอยู่กับสัญชาติของคุณ

ทีเคพี 45—4.04—149—2009 (RB)

เอกสารนี้มีผลใช้ได้ในอาณาเขตของสาธารณรัฐเบลารุส เมื่อได้รับผลลัพธ์ ให้ใส่ใจกับย่อหน้าที่ 9.23

SP 31—110-2003 (RF)

มาตรฐานปัจจุบันมีจุดประสงค์เพื่อใช้ในโรงงานจ่ายไฟของสหพันธรัฐรัสเซีย พิจารณาย่อหน้าที่ 7.23

แทนที่เมื่อวันที่ 1 มกราคม 1999 มาตรฐานระหว่างรัฐ GOST 13109 ปี 1987 วิเคราะห์ตามย่อหน้าที่ 5.3.2

วิธีลดการสูญเสียสายเคเบิล

เมื่อคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิลและเปรียบเทียบผลลัพธ์กับข้อกำหนดของเอกสารกำกับดูแลสามารถสรุปเกี่ยวกับความเหมาะสมของสายเคเบิลสำหรับการใช้งานได้

หากผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่ามีการประเมินข้อผิดพลาดสูงเกินไป จำเป็นต้องเลือกสายเคเบิลอื่นหรือชี้แจงเงื่อนไขการทำงาน ในทางปฏิบัติกรณีทั่วไปมักเกิดขึ้นเมื่อวัดสายเคเบิลที่ใช้งานอยู่แล้วพบว่าแรงดันไฟฟ้าที่สูญเสียไปเกินมาตรฐานที่อนุญาต ด้วยเหตุนี้คุณภาพของการจ่ายไฟให้กับสิ่งอำนวยความสะดวกจึงลดลง

ในสถานการณ์เช่นนี้ จำเป็นต้องใช้มาตรการทางเทคนิคเพิ่มเติมเพื่อลดต้นทุนวัสดุที่จำเป็นสำหรับการเปลี่ยนสายเคเบิลทั้งหมดเนื่องจาก:

1. การจำกัดภาระการไหล

2. การเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของตัวนำกระแสไฟฟ้า

3. ลดระยะเวลาในการทำงานของสายเคเบิล

4. ลดอุณหภูมิในการทำงาน

อิทธิพลของกำลังที่ส่งผ่านสายเคเบิลต่อการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

การไหลของกระแสผ่านตัวนำจะมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนในนั้นเสมอและความร้อนส่งผลต่อการนำไฟฟ้า เมื่อพลังงานที่เพิ่มขึ้นถูกส่งผ่านสายเคเบิล จะสร้างอุณหภูมิที่สูงขึ้นและเพิ่มการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

เพื่อลดปัญหาดังกล่าว บางครั้งก็เพียงพอที่จะปิดผู้บริโภคบางรายที่ได้รับไฟฟ้าผ่านสายเคเบิลแล้วชาร์จใหม่อีกครั้งผ่านวงจรบายพาสอื่น

วิธีนี้เหมาะสำหรับวงจรแยกที่มีผู้บริโภคจำนวนมากและมีสายสำรองสำหรับเชื่อมต่อ

การเพิ่มพื้นที่หน้าตัดของแกนสายเคเบิล

วิธีนี้มักใช้เพื่อลดการสูญเสียในวงจรหม้อแปลงวัดแรงดันไฟฟ้า หากคุณเชื่อมต่อสายเคเบิลอื่นเข้ากับสายเคเบิลที่ใช้งานได้และเชื่อมต่อสายไฟแบบขนาน กระแสจะแยกและลดภาระในสายไฟแต่ละเส้น การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าก็ลดลงเช่นกัน และความแม่นยำของระบบการวัดก็กลับคืนมา

เมื่อใช้วิธีการนี้ สิ่งสำคัญคือต้องไม่ลืมทำการเปลี่ยนแปลงเอกสารประกอบตามที่สร้างขึ้น และโดยเฉพาะอย่างยิ่งไดอะแกรมการติดตั้ง ซึ่งเจ้าหน้าที่ฝ่ายซ่อมและฝ่ายปฏิบัติการใช้เพื่อดำเนินการบำรุงรักษาตามระยะ วิธีนี้จะป้องกันไม่ให้คนงานทำผิดพลาด

ลดความยาวสายเคเบิลในการทำงาน

วิธีการนี้ไม่ปกติ แต่ในบางกรณีก็สามารถใช้ได้ ความจริงก็คือเค้าโครงของเส้นทางเคเบิลในสถานประกอบการด้านพลังงานที่พัฒนาแล้วหลายแห่งได้รับการพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่องโดยสัมพันธ์กับอุปกรณ์ที่ส่งมอบ

ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปได้ที่จะถ่ายทอดสายเคเบิลโดยลดความยาวลงซึ่งจะช่วยลดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในที่สุด

อิทธิพลของอุณหภูมิโดยรอบ

การใช้งานสายเคเบิลในห้องที่มีความร้อนเพิ่มขึ้นทำให้เกิดการละเมิดสมดุลความร้อนและเพิ่มข้อผิดพลาดในลักษณะทางเทคนิค การวางแนวอื่นๆ หรือใช้ชั้นฉนวนกันความร้อนสามารถลดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าได้

ตามกฎแล้ว คุณสามารถปรับปรุงคุณลักษณะของสายเคเบิลได้อย่างมีประสิทธิภาพด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งหรือหลายวิธีเมื่อใช้ร่วมกัน ดังนั้นเมื่อมีความจำเป็นเกิดขึ้น สิ่งสำคัญคือต้องคำนวณวิธีการที่เป็นไปได้ทั้งหมดในการแก้ปัญหา และเลือกตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสภาพท้องถิ่น

ควรคำนึงว่าการจัดการสิ่งอำนวยความสะดวกทางไฟฟ้าที่มีความสามารถนั้นจำเป็นต้องมีการวิเคราะห์สถานการณ์การปฏิบัติงานอย่างต่อเนื่อง การคาดการณ์การพัฒนาที่เป็นไปได้ และความสามารถในการคำนวณสถานการณ์ต่างๆ คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ช่างไฟฟ้าที่ดีแตกต่างจากคนงานทั่วไปทั่วไป

การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าสำหรับเครือข่าย DC 12, 24, 36V
การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าโดยไม่คำนึงถึงปฏิกิริยารีแอคแตนซ์ 220/380V
การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าโดยคำนึงถึงปฏิกิริยารีแอคทีฟ 380V

เมื่อออกแบบเครือข่าย มักจำเป็นต้องคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายเคเบิล ตอนนี้ฉันต้องการพูดคุยเกี่ยวกับการคำนวณพื้นฐานของการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในเครือข่าย DC และ AC ในเครือข่ายเฟสเดียวและสามเฟส

มาดูเอกสารกำกับดูแลแล้วดูว่าค่าเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตคืออะไร

ทีเคพี 45-4.04-149-2009 (RB)

9.23 การเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าจากแรงดันไฟฟ้าระบุที่ขั้วของเครื่องรับไฟฟ้ากำลังและโคมไฟไฟฟ้าระยะไกลที่สุดไม่ควรเกิน ± 5% ในโหมดปกติ
และในโหมดหลังเหตุฉุกเฉินที่โหลดการออกแบบสูงสุด - ±10% ในเครือข่ายแรงดันไฟฟ้า
12–42 V (นับจากแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า เช่น หม้อแปลงสเต็ปดาวน์) อนุญาตให้ยอมรับค่าเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าได้สูงสุด 10%

อนุญาตให้เบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าสำหรับมอเตอร์ไฟฟ้าในโหมดสตาร์ทได้ แต่ไม่เกิน 15% ในกรณีนี้ต้องรับประกันการทำงานที่เสถียรของอุปกรณ์สตาร์ทและการสตาร์ทเครื่องยนต์

ในโหมดการทำงานปกติ เมื่อโหลดหม้อแปลงไฟฟ้ากำลังเข้าไปในสถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าไม่เกิน 70% ของกำลังรับการจัดอันดับ การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดที่อนุญาต (มี)
จากบัสบาร์ของสถานีย่อยหม้อแปลง 0.4 kV ไปจนถึงโคมไฟส่องสว่างทั่วไปที่อยู่ไกลที่สุดในอาคารที่อยู่อาศัยและสาธารณะโดยคำนึงถึงการสูญเสียที่ไม่มีโหลดของหม้อแปลงและการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในพวกเขาซึ่งลดลงเป็นแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิตามกฎแล้วควรไม่เกิน 7.5% . ในเวลาเดียวกันการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในการติดตั้งระบบไฟฟ้าภายในอาคารไม่ควรเกิน 4% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนดสำหรับไฟเวที - 5%

สป 31-110-2003 (สฟ.)
7.23 การเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าจากแรงดันไฟฟ้าระบุที่ขั้วของเครื่องรับไฟฟ้ากำลังและโคมไฟไฟฟ้าระยะไกลที่สุดไม่ควรเกิน ± 5% ในโหมดปกติ และค่าสูงสุดที่อนุญาตในโหมดหลังเหตุฉุกเฉินที่โหลดการออกแบบสูงสุดคือ ± 10% . ในเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้า 12-50 V (นับจากแหล่งพลังงานเช่นหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์) อนุญาตให้ยอมรับค่าเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าได้สูงสุด 10%

สำหรับเครื่องรับไฟฟ้าจำนวนหนึ่ง (อุปกรณ์ควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า) อนุญาตให้ลดแรงดันไฟฟ้าในโหมดสตาร์ทได้ภายในขอบเขตของค่าที่ควบคุมสำหรับเครื่องรับไฟฟ้าเหล่านี้ แต่ไม่เกิน 15%

เมื่อคำนึงถึงความเบี่ยงเบนที่ได้รับการควบคุมจากค่าที่ระบุ การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดจากบัสบาร์ 0.4 kV ของสถานีย่อยหม้อแปลงไฟฟ้าไปยังโคมไฟส่องสว่างทั่วไปที่ห่างไกลที่สุดในอาคารที่อยู่อาศัยและสาธารณะตามกฎแล้วไม่ควรเกิน 7.5%

ช่วงของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของเครื่องรับไฟฟ้าเมื่อสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้าไม่ควรเกินค่าที่กำหนดโดย GOST 13109

GOST 13109

5.3.2 ค่าสูงสุดที่อนุญาตของผลรวมของค่าเบี่ยงเบนแรงดันไฟฟ้าสภาวะคงตัว dUy และช่วงของการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่จุดเชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้า 0.38 kV เท่ากับ 10% ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับวัสดุของสายเคเบิล (ทองแดง อลูมิเนียม) หน้าตัด ความยาวสายไฟ กำลัง (กระแส) และแรงดันไฟฟ้า

เพื่อคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า ฉันได้สร้างโปรแกรม 3 โปรแกรมใน Excel โดยอิงจากหนังสือของ F.F. Karpov “ วิธีเลือกหน้าตัดของสายไฟและสายเคเบิล”

1 สำหรับเครือข่าย DC จะไม่คำนึงถึงรีแอกแตนซ์แบบเหนี่ยวนำ การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรต่อไปนี้ (สำหรับสายสองเส้น):

เมื่อใช้สูตรเหล่านี้ ฉันคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าของไดรฟ์ไฟฟ้าสำหรับการเปิดหน้าต่าง (24V) รวมถึงเครือข่ายไฟส่องสว่าง (220V)

2 สำหรับเครือข่ายสามเฟส โดยที่โคไซน์เป็น 1 จะไม่คำนึงถึงรีแอคแตนซ์แบบเหนี่ยวนำด้วย วิธีนี้สามารถใช้กับเครือข่ายแสงสว่างได้เนื่องจาก... cos ของมันใกล้กับ 1 ข้อผิดพลาดที่เราได้รับไม่มีนัยสำคัญ สูตรคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า (380V):