Как правильно рассчитать сечение кабеля. Какие факторы влияют на выбор сечения проводника. Как определить допустимый ток нагрузки и потери напряжения в кабеле. Пошаговый алгоритм расчета сечения кабеля на примере.
Основные факторы, влияющие на выбор сечения кабеля
При расчете и выборе сечения кабеля необходимо учитывать следующие ключевые факторы:
- Величина тока нагрузки
- Допустимый нагрев проводника
- Потери напряжения в линии
- Механическая прочность кабеля
- Термическая стойкость к токам короткого замыкания
- Экономическая целесообразность
Рассмотрим подробнее, как эти факторы влияют на выбор оптимального сечения кабеля.
Расчет допустимого тока нагрузки
Ключевым параметром при выборе сечения является величина максимального длительного тока нагрузки, который должен выдерживать кабель. Допустимый ток определяется по формуле:
Iдоп = k1 * k2 * k3 * Iтабл
где:
- I
- k1 — коэффициент, учитывающий температуру окружающей среды
- k2 — коэффициент, учитывающий число рядом проложенных кабелей
- k3 — коэффициент, учитывающий условия прокладки
Полученное значение Iдоп должно быть больше расчетного тока нагрузки Iрасч.
Определение потерь напряжения в кабеле
Потери напряжения в кабельной линии рассчитываются по формуле:
ΔU = (P * R + Q * X) * L / (Uном2)
где:
- P — активная мощность нагрузки, Вт
- Q — реактивная мощность нагрузки, ВАр
- R — активное сопротивление кабеля, Ом/км
- X — реактивное сопротивление кабеля, Ом/км
- L — длина кабельной линии, км
- Uном — номинальное напряжение сети, кВ
Допустимые потери напряжения в кабельных линиях составляют:
- 5-6% — для силовых сетей
- 2-3% — для осветительных сетей
Пошаговый алгоритм расчета сечения кабеля
Расчет и выбор сечения кабеля производится в следующем порядке:
- Определение расчетных нагрузок и токов
- Выбор предварительного сечения по экономической плотности тока
- Проверка выбранного сечения по нагреву расчетным током
- Проверка на термическую стойкость к токам КЗ
- Расчет потерь напряжения и проверка на допустимую величину
- Проверка на механическую прочность
- Окончательный выбор сечения с учетом всех факторов
Пример расчета сечения кабеля 10 кВ
Рассмотрим пример выбора сечения кабеля на напряжение 10 кВ для питания трансформаторной подстанции мощностью 2х1000 кВА.
Исходные данные:
- Длина кабельной линии — 800 м
- Расчетная мощность нагрузки — 1123 кВА
- Ток КЗ на шинах 10 кВ — 8,8 кА
- Время действия защиты — 0,345 с
Расчет:
1. Определяем расчетный ток в нормальном режиме:
Iрасч = 1123 / (√3 * 10) = 64,9 А
2. Выбираем предварительное сечение по экономической плотности тока:
Sэк = 64,9 / 1,2 = 54 мм2
Округляем до ближайшего стандартного — 70 мм2.
3. Проверяем по допустимому току нагрузки:
Iдоп = 1,22 * 1 * 1 * 165 = 201 А > Iрасч = 64,9 А
4. Проверяем на термическую стойкость к току КЗ:
Smin = (8800 * √0,345) / 95 = 66 мм2
5. Рассчитываем потери напряжения:
ΔU = (1123 * 0,447 + 590 * 0,086) * 0,8 / 102 = 0,43%
Выбранное сечение 70 мм2 удовлетворяет всем требованиям.
Особенности выбора сечения для различных типов кабелей
При расчете сечения необходимо учитывать особенности конкретных типов кабелей:
Силовые кабели:
- Выбор по длительно допустимому току
- Проверка на термическую стойкость к токам КЗ
- Учет условий прокладки и охлаждения
Контрольные кабели:
- Минимальное сечение по механической прочности
- Учет падения напряжения в цепях управления
Кабели для передачи данных:
- Выбор по волновому сопротивлению
- Учет затухания сигнала
Влияние способа прокладки на выбор сечения кабеля
Способ прокладки кабеля оказывает существенное влияние на его нагрев и, следовательно, на допустимый ток нагрузки. Необходимо учитывать следующие факторы:
- Температура окружающей среды
- Наличие теплоизоляции
- Способность к теплоотдаче
- Число рядом проложенных кабелей
Для различных способов прокладки вводятся поправочные коэффициенты к допустимому току нагрузки.
Экономические аспекты выбора сечения кабеля
При выборе сечения кабеля следует учитывать не только технические, но и экономические факторы:
- Стоимость кабеля большего сечения
- Потери электроэнергии в кабеле
- Срок службы кабеля
Оптимальным является сечение, обеспечивающее минимум приведенных затрат за весь срок эксплуатации кабельной линии.
Программные средства для расчета сечения кабеля
Для автоматизации расчетов сечения кабеля применяются различные программные средства:
- Онлайн-калькуляторы
- Специализированные программы для электротехнических расчетов
- Модули САПР для проектирования электрических сетей
Использование программных средств позволяет быстро и точно производить расчеты с учетом множества факторов.
Расчет проводов — Знаешь как
Содержание статьи
Электрические провода и сети должны; 1) обеспечить безопасность в пожарном отношении и в отношении жизни людей; 2) быть надежными в отношении бесперебойного снабжения электроэнергией; 3) обеспечить высокое качество энергии, определяемое малым отклонением подводимого к приемникам напряжения от номинального напряжения приемника; 4) быть дешевыми. Выполнение первого условия обеспечивается правильным выбором сечения проводов по условию допустимого нагревания их, правильным выбором плавких предохранителей, а также выбором изоляции проводов, определяемой его маркой.
Рис. 19-31. Линия с тремя нагрузками.
Второе условие выполняется достаточной механической прочностью проводов неправильным выбором плавкого предохранителя.
Выполнение третьего условия обеспечивается выбором сечения проводов по условию допустимой потери напряжения.
Расчет проводов имеет цель правильного выбора проводов.
Определение сечения проводов по допустимому нагреву
Для определен и я сечения проводов необходимо знать длины участков проводов и нагрузки на этих участках.
Нагрузка определяется мощностью или при неизменном номинальном напряжении соответствующим током.
При расчете проводов пользуются понятиями: 1) номинальная мощность Рн — указанная на приемнике 2) установленная мощность Ру — сумма номинальных мощностей установленных приемников; 3) р а -счетная мощность Рр — Мощность, по которой производится расчет.
Перечисленным мощностям соответствуют токи: Iн, Iу, Iр, которым присваиваются те же дополнительные названия.
Практически никогда не включаются одновременно все приемники энергии, а двигатели, кроме того, не все время загружены полностью, поэтому при расчете исходят не из установленной, мощности, а из той части ее Рр которая может одновременно использоваться потребителем.
Отношение расчетной мощности к установленной принято называть коэффициентом спроса
Ʀс = Рр/Ру
или
Ʀс = (IрUcosφ)/(IуUcosφ) = Iр/Iу
При осветительной нагрузке: а) для сетей наружного освещения Ʀс = 1; б) для сетей бытового освещения Ʀс = 0,7 ÷ 0,8; в) для сетей промышленных предприятий Ʀс = 0,7 ÷ 0,9.
При осветительной нагрузке расчетный ток для цепей однофазного переменного тока и для постоянного тока, а для цепей трехфазного тока
Iр = (ƦсРу)/√3U = Рр/√3U
При силовой нагрузке для цехов холодной обработки Металлов в зависимости от числа установленных электродвигателей коэффициент спроса имеет ориентировочные значения, указанные в табл. 19-2.
Таблица 19-2
Коэффициент спроса в зависимости от числа двигателей
| Число установленных двигателей | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 20 | 30 |
| Коэффициент спроса для цехов холодной обработки металла | 1 | 0,9 | 0,8 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,45 | 0,3 | 0,25 |
Номинальный ток двигателя постоянного тока
Iн = Рн/U•η
а двигателя трехфазного тока
Iн = Рн/√3U•η cosφ
где η — к.п.д. В электродвигателя.
Значения η и cosφ для двигателей берутся из справочников или каталогов. При ориентировочных расчетах для двигателей небольшой мощности до 10—12 квт величину произведения η cosφ можно считать равной 0,7—0,8. Расчетный ток двигателей
Iр = ƦсIн = ƦcIу
Определение сечения проводов по допустимому нагреву их производится обычно по таблице, в которой для стандартных сечений различных марок проводов даются предельные длительные допустимые токи (Iл).
Допустимый ток провода должен быть не меньше расчетного, т.е.
Iд ≥ Iр
Таким образом, выбирается провод того сечения, допустимый ток которого равен расчетному или несколько больше.
Выбранное сечение провода необходимо проверить по току плавкой вставки и по допустимой относительной потере напряжения.
Выбор плавких вставок предохранителей
Плавкие вставки предохранителей предназначены для защиты проводов от токов короткого замыкания и больших перегрузок.
I При прохождении токов выше расчетного плавкая вставка должна перегореть.
При выборе плавкой вставки исходят из трех условий: 1. Номинальный ток плавкой вставки Iвст должен быть равен или больше расчетного тока защищаемого участка линии, т. е.
Iвст ≥ Iр
Например, если Iр = 30 а, то по шкале номинальных токов плавких вставок (табл. 19-4) выбираем ближайший номинальный ток вставки Iвст = 35 а.
2. Номинальный ток плавкой вставки Iвст должен быть равен или больше величины пускового тока, уменьшенного в 2,5 раза для защищаемого участка линии, к которой присоединен один короткозамкнутый электродвигатель, т. е.
Например, если; Iпуск = 200а, то
Iвст ≥ 200/2,5 = 80 а.
Ближайший номинальный ток плавкой вставки
Iвст = 80 а.
Номинальный ток плавкой вставки для линии, к которой присоединено несколько короткозамкнутых электродвигателей, производится, по формуле
Iвст ≥ Iмакс/2,5 = (Iпуск + I’р)/2,5
где Iпуск — пусковой ток того двигателя, который имеет больший пусковой ток; I‘р — расчетный ток линии без учета того двигателя, который имеет больший пусковой ток. Выбирают плавкую вставку с большим током Iвст, найденным из условий 1 и 2.
Плавкая вставка, найденная по пусковому току, защищает линию от недопустимо больших кратковременных пусковых токов; для того чтобы плавкая вставка защищала линию и от длительных перегрузок, должно быть выполнено условие .
3Iд ≥ Iвст
3. При выборе плавких вставок предохранителей, последовательно установленных в сети, каждую следующую вставку, считая от приемника, следует выбирать на одну ступень выше по шкале стандартных токов плавких вставок. В этом случае обеспечивается селективная (избирательная) работа предохранителей, т. е. предохранитель будет отключать только тот участок на котором произойдет короткое. Предохранитель должен устанавливаться в начале участка (считая по направлению движения энергии), так как только в этом случае он может защищать свой участок.
Выбор сечения проводов по допустимой потере напряжения
Потерей напряжения называется арифметическая разность напряжений в начале и конце линии
∆U=U1 — U2
Часто потерю напряжения выражают в процентах от напряжения в начале линии, называя ее относительной потерей напряжения
ε =∆U/U 100%.
Допустимая относительная потеря напряжения на участке от подстанции до потребителя для осветительной нагрузки составляет 2—3%, а для силовой 4—6%.
Формула для определения сечения проводов
S = 2Il/γ∆U
Заменив ∆U относительной потерей напряжения, получим
S = (2 • 100Il)/γεU
или, умножив и разделив на U, придадим формуле другой вид
S = (2 • 100Рl)/γεU2
Из последнего выражения следует, что
ε = (2 • 100Рl)/γSU2
По формулам определяют сечение проводов линии с нагрузкой на конце ее по заданной относительной потере напряжения или соответственно определяют относительную потерю напряжения в линиях по заданному сечению проводов.
Эти формулы можно применять для постоянного тока, для однофазного переменного и для трехфазного тока, в этом последнем случае напряжение U является линейным напряжением, т. е. = Uл, а мощность Р — активной мощностью трехфазной нагрузки.
Если линий, получающая энергию от питательного пункта А (рис. 19-31), имеет несколько нагрузок в разных точках ее, то при одинаковом сечении и материале всех участков линии определение сечения проводов производится по формуле
S = (2 • 100(P1l1 + P2l2 + P3l3 + …))/γεU2 = (2 • 100ΣPl)/γεU2
а относительная потеря напряжения
ε = (2 • 100(P1l1 + P2l2 + P3l3 + …))/γSU2 = (2 • 100ΣPl)/γSU2
Две последние формулы отличаются от предыдущих тем, что выражение Рl — произведения нагрузки Р и длины линии l, называемое моментом нагрузки, заменено суммой моментов нагрузок (рис. 19-31).Сечения проводов, найденные из условий допустимого нагрева удовлетворяющие требованиям в отношении допустимой потери напряжения, проверяются по условия механической прочности по табл. 19-5.
| Наименьшие сечения проводов, допустимые по механической прочности | ||
| Наименование проводов и способы их прокладки | сечение, мм2 | |
| медных проводов | алюминиевых проводов | |
| Провода для зарядки светильников внутри и вне зданий Шнуры и легкие шланговые провода для подвесных, настольных и других светильников Провода в среднем и тяжелом шланге для Скрученные много проволочные двухжильные провода на изолирующих опорах при расстоянии между опорами 1 м | 0,5;1,0 0,75 1 и 2,5 1,0 | — — — — |
| Наименование проводов и способы их прокладки Изолированные провода в зданиях на изолирующих опорах, расположенных друг от друга на расстоянии, м: | медных проводов | алюминиевых проводов |
| до 1 | 1,0 | 2,5 |
| > 2 | 1,5 | 2,5 |
| > 6 | 2,5 | 4 |
| > 12 | 4 | 10 |
| более чем на 12 | 6 | 16 |
| Голые провода в зданиях | 2,5 | 4 |
| Изолированные и голые защищенные провода в наружных проводках: | ||
| по стенам | 2,5 | 4 |
| во всех других случаях | 4 | 10 |
| Изолированные провода в трубах | 1 | 2,5 |
| Воздушные линии до 1 000 в | 6 | 16 |
| Воздушные вводы при расстоянии до опоры | 4 | 10 |
Статья на тему Расчет проводов
Онлайн расчет сечения кабеля по нагреву и по допустимой потере нарпяжения с учетом индуктивности линии.
5. Выберите (провод, кабель или шина). 1.Провода, шнуры и кабели с резиновой или пластмассовой изоляцией. 2.Кабели с бумажной пропитанной изоляцией. 3.Неизолированные провода и шины. 4.Провода с изоляцией из сшитого полиэтилена.
Выберите тип провода или кабеля. 1.Медные с резиновой и ПВХ изоляцией. 2.Алюмин. с резиновой и ПВХ изоляцией. 3.Медные с резин. и ПВХ изол. в метал. защ. оболоч.4.Алюмин. с резин. и ПВХ изол. в метал. защ. оболоч.5.Медные шлангов., перенос. кабели, шахтные гибк., прожектор. кабели6.Медные шланговые с резиновой изоляцией для торфопредприятий. 7.Медные шланговые с резин. изол. для передв. электроприемников. 8.Медные с резин. изоляц. для электрифиц. транспорта 1, 3 и 4 кВ.
Выберите условия прокладки. Открыто. В трубе ( два одножильных). В трубе ( три одножильных). В трубе ( четыре одножильных). В трубе ( один двухжильный). В трубе ( один трехжильный).
Выберите условия прокладки. Открыто. В трубе ( два одножильных). В трубе ( три одножильных). В трубе ( четыре одножильных). В трубе ( один двухжильный). В трубе ( один трехжильный).
Выберите условия прокладки. Одножильные открыто Двухжильные проложенные в воздухе. Двухжильные провода проложенные в земле. Трехжильные проложенные в воздухе. Трехжильные проложенные в земле. Четырехжильные проложенные в воздухе. Четырехжильные проложенные в земле.
Выберите условия прокладки. Одножильные открыто Двухжильные проложенные в воздухе. Двухжильные провода проложенные в земле. Трехжильные проложенные в воздухе. Трехжильные проложенные в земле. Четырехжильные проложенные в воздухе. Четырехжильные проложенные в земле.
Выберите условия прокладки. Одножильные. Двухжильные. Трехжильные.
Выберите величину нарпяжения. Напряжение 0,5кВ. Напряжение 3кВ. Напряжение 6кВ.
Выберите величину нарпяжения. Напряжение 3кВ. Напряжение 6кВ.
Выберите условия прокладки. Провода под напряжением 1,3,4 кВ
Выберите тип провода или кабеля. 1.Медные с бумажной маслоканифольной в свинцовой оболочке, в земле. 2.Медные с бумажной маслоканифольной в свинцовой оболочке, в воде. 3.Медные с бумажной маслоканифольной в свинцовой оболочке, в воздухе. 4.Алюм. с бумажной маслоканифольной в свинцовой оболочке, в земле. 5.Алюм. с бумажной маслоканифольной в свинцовой оболочке, в воде. 6.Алюм. с бумажной маслоканифольной в свинцовой оболочке, в воздухе. 7.Медные трехжильные напр. 6 кВ в общей свинц. обол, в земле и воздухе. 8.Алюм. трехжильные напр. 6 кВ алюмин. в общей свинц. обол, в земле и воздухе. 9.Медные отдельно освинцов. с бум. изол., в земле, воде, воздухе. 10.Алюм. отдельно освинцов. с бум .изол., в земле, воде, воздухе.
Выберите условия прокладки. Одножильные до 1 кВ в земле. Двухжильные до 1 кВ в земле. Трехжильные до 3 кВ в земле. Трехжильные 6 кВ в земле. Трехжильные 10 кВ в земле. Четырехжильные до 1 кВ в земле.
Выберите условия прокладки. Ттрехжильные до 3 кВ в воде.Трехжильные до 6 кВ в воде.Трехжильных до 10 кВ в воде. Четырехжильные до 1 кВ в воде.
Выберите условия прокладки. Одножильные до 1 кВ в воздухе. Двухжильные до 1 кВ в воздухе.Трехжильные до 3 кВ в воздухе. Трехжильные 6 кВ в воздухе. Четырехжильные 1 кВ в воздухе.
Выберите условия прокладки. Одножильные до 1 кВ в земле.Двухжильные до 1 кВ в земле. Трехжильные до 3 кВ в земле. Трехжильные 6 кВ в земле. Четырехжильные до 1 кВ в земле.
Выберите условия прокладки. Трехжильные до 3 кВ в воде. Трехжильные 6 кВ в воде.Трехжильные 10 кВ в воде Четырехжильные до 1 кВ в воде.
Выберите условия прокладки. Одножильные до 1 кВ в воздухе. Двухжильные до 1 кВ в воздухе. Трехжильные до 3 кВ в воздухе.Трехжильные 6 кВ в воздухе. Трехжильные 10 кВ в воздухе. Четырехжильные 1 кВ в воздухе.
Выберите условия прокладки. Трехжильные 6 кВ в землеДвухжильные 6 кВ в воздухе
Выберите условия прокладки. Трехжильные 6 кВ в земле. Двухжильные 6 кВ в воздухе.
Выберите условия прокладки. Трехжильные 20 кВ в земле. Трехжильные 20 кВ в воде.Трехжильные 20 кВ в воздухе. Трехжильные 35 кВ в земле. Трехжильные 35 кВ в водеТрехжильные 35 кВ в воздухе
Выберите условия прокладки. Трехжильные 20 кВ в земле.Трехжильные 20 кВ в воде. Двухжильные 20 кВ в воздухе. Трехжильные 35 кВ в земле. Трехжильные 35 кВ в воде.Двухжильные 35 кВ в воздухе.
Выберите тип провода или шины. Неизолированные провода по ГОСТ 839-80 Шины прямоугольного сечения.
Выберите условия прокладки. Вне помещений АС, АСКС, АСК, АСКП. Внутри помещений АС, АСКС, АСК, АСКП. Вне помещений М. Вне помещений А, АКП. Внутри помещений М. Внутри помещений А и АКП.
Выберите материал и количество шин. Медные шины 1 шт на фазу или полюс. Медные шины 2 шт на фазу или полюс. Медные шины 3 шт на фазу или полюс. Медные шины 4 шт на фазу или полюс. Алюминиевые шины 1 шт на фазу или полюс. Алюминиевые шины 2 шт на фазу или полюс. Алюминиевые шины 3 шт на фазу или полюс. Алюминиевые шины 4 шт на фазу или полюс.
Выберите условия прокладки. Открыто.
Выберите условия прокладки. Открыто.
Влияние длины и сечения кабеля на потери по напряжению
Потери электроэнергии – неизбежная плата за ее транспортировку по проводам, вне зависимости от длины передающей линии. Существуют они и на воздушных линиях электропередач длиною в сотни километров и на отрезках электропроводки в несколько десятков метров домашней электрической сети. Происходят они, прежде всего потому, что любые провода имеют конечное сопротивление электрическому току. Закон Ома, с которым каждый из нас имел возможность познакомиться на школьных уроках физики, гласит, что напряжение (U) связано с током (I) и сопротивлением (R) следующим выражением:
U = I·R,
из него следует что чем выше сопротивление проводника, тем больше на нем падение (потери) напряжения при постоянных значениях тока. Это напряжение приводит к нагреву проводников, который может грозить плавлением изоляции, коротким замыканием и возгоранием электропроводки.
При передаче электроэнергии на большие расстояния потерь удается избегать за счет снижения силы передаваемого тока, достигается это многократным повышением напряжения до сотен киловольт. В случае низковольтных сетей, напряжением 220 (380) В, потери можно минимизировать только выбором правильного сечения кабеля.
Почему падает напряжение и как это зависит от длины и сечения проводников
Для начала остановимся на простом житейском примере частного сектора в черте города или большого поселка, в центре которого находится трансформаторная подстанция. Жильцы домов, расположенных в непосредственной близости к ней жалуются на постоянную замену быстро перегорающих лампочек, что вполне закономерно, ведь напряжение в их сети достигает 250 В и выше. В то время как на окраине села при максимальных нагрузках на сеть оно может опускаться до 150 вольт. Вывод в таком случае напрашивается один, падение напряжение зависит от длины проводников, представленных линейными проводами.
Конкретизируем, от чего зависит величина сопротивления проводника на примере медных проводов, которым сегодня отдается предпочтение. Для этого опять вернемся к школьному курсу физики, из которого известно, что сопротивление проводника зависит от трех величин:
- удельного сопротивления материала – ρ;
- длины отрезка проводника – l;
- площади поперечного сечения (при условии, что по всей длине оно одинаковое) – S.
Все четыре параметра связывает следующее соотношение:
R = ρ·l/S,
очевидно, что сопротивление растет по мере увеличения длины проводника и падает по мере увеличения сечения жилы.
Для медных проводников удельное сопротивление составляет 0.0175 Ом·мм²/м, это значит, что километр медного провода сечением 1 мм² будет иметь сопротивление 17.5 Ом, в реальной ситуации оно может отличаться, например, из-за чистоты металла (наличия в сплаве примесей).
Для алюминиевых проводников величина сопротивления еще выше, поскольку удельное сопротивление алюминиевых проводов составляет 0.028 Ом·мм²/м.
Теперь вернемся к нашему примеру. Пусть от подстанции до самого крайнего дома расстояние составляет 1 км и электропитание напряжения 220 вольт до него проложено алюминиевым проводом марки А, с минимальным сечением 10 мм². Расстояние, которое необходимо пройти электрическому току складывается из длины нулевых и фазных проводов, то есть в нашем примере необходимо применить коэффициент 2, таким образом максимальная длина составит 2000 м. Подставляя наши значения в последнюю формулу, получим величину сопротивления равную 5.6 Ом.
Много это или мало, понятно из упомянутого выше закона Ома, так для потребителя с номинальным током всего 10 ампер, в приведенном примере падение напряжения составит 56 В, которые уйдут на обогрев улицы.
Конечно же, если нельзя уменьшить расстояние, следует выбрать сечение проводов большей площади, это касается и внутренних проводок, однако это ведет к увеличению затрат на кабельно-проводниковую продукцию. Оптимальным решением будет правильно рассчитать сечения проводов, учитывая максимальную допустимую нагрузку.
Смотрите также другие статьи :
Классификация помещений по степени опасности
К помещениям первой категории относятся сухие помещения с нормальными климатическими условиями, в которых отсутствуют любые из приведенных выше факторов. Такая характеристика может соответствовать, например складскому помещению.
Подробнее…Что такое гармоники в электричестве
На практике синусоидальные напряжения электрических сетей подвержены искажениям и вместо идеальной синусоиды на экране осциллографа мы видим искаженный, испещренный провалами, зазубринами и всплесками сигнал. Эти искажения следствие влияния гармоник – паразитных колебаний кратных основной частоте сигнала, вызванных включением в сеть нелинейных нагрузок.
Подробнее…Расчёт потерь напряжения в кабеле
Потеря напряжения в кабеле — величина, равная разности между установившимися значениями действующего напряжения, измеренными в двух точках системы электроснабжения (по ГОСТ 23875-88). Этот параметр необходимо знать при производстве любых электромонтажных работ — начиная от видеонаблюдения и ОПС и заканчивая системами электроснабжения промышленных объектов.
 |
 |
| Рис.1 | Рис.2 |
При равенстве сопротивлений Zп1=Zп2=Zп3 и Zн1=Zн2=Zн3 ток в нулевом проводе отсутствует (Рис.1), поэтому для трёхфазных линий потери напряжения рассчитываются для одного проводника.
В двух- и однофазных линиях, а также в цепи постоянного тока, ток идёт по двум проводникам (Рис.2), поэтому вводится коэффициент 2 (при условии равенства Zп1=Zп2).
Доступна Windows-версия программы расчёта потерь напряжения
Пояснения к расчёту
Расчёт потерь линейного (между фазами) напряжения в кабеле при трёхфазном переменном токе производится по формулам:
Для расчёта потерь фазного напряжения U=220 В; 1 фаза.
P — активная мощность передаваемая по линии, Вт;
Q — реактивная мощность передаваемая по линии, ВАр;
R — удельное активное сопротивление кабельной линии, Ом/м;
X — удельное индуктивное сопротивление кабельной линии, Ом/м;
L — длина кабельной линии, м;
Uл — линейное напряжение сети, В;
Uф — фазное напряжение сети, В.
|
Пожелания, замечания, рекомендации по улучшению раздела расчётов на нашем сайте просьба присылать по электронной почте [email protected] Разрешается копирование java-скриптов при условии ссылки на источник. |
ВСЕ РАСЧЁТЫ
Пример выбора сечения кабеля на напряжение 10 кВ
Требуется выбрать сечение кабеля на напряжение 10 кВ для питания трансформаторной подстанции 2ТП-3 мощностью 2х1000 кВА для питания склада слябов на металлургическом комбинате в г. Выкса Нижегородская область. Схема электроснабжения представлена на рис.1. Длина кабельной линии от ячейки №12 составляет 800 м и от ячейки №24 составляет 650 м. Кабели будут, прокладываться в земле в трубах.
Таблица расчета электрических нагрузок по 2ТП-3
| Наименование присоединения | Нагрузка | Коэффициент мощности cos φ | ||
|---|---|---|---|---|
| Активная, кВт | Реактивная, квар | Полная, кВА | ||
| 2ТП-3 (2х1000 кВА) | 955 | 590 | 1123 | 0,85 |
Трехфазный ток КЗ в максимальном режиме на шинах РУ-10 кВ составляет 8,8 кА. Время действия защиты с учетом полного отключения выключателя равно 0,345 сек. Подключение кабельной линии к РУ осуществляется через вакуумный выключатель типа VD4 (фирмы Siemens).
Рис.1 –Схема электроснабжения 10 кВ
Расчет
Сечение кабельной линии на напряжение 6(10) кВ выбирают по нагреву расчетным током, проверяют по термической стойкости к токам КЗ, потерям напряжения в нормальном и послеаварийном режимах.
Выбираем кабель марки ААБлУ-10кВ, 10 кВ, трехжильный.
1. Определяем расчетный ток в нормальном режиме (оба трансформатора включены).
где:
n – количество кабелей к присоединению;
2. Определяем расчетный ток в послеаварийном режиме, с учетом, что один трансформатор отключен:
3. Определяем экономическое сечение, согласно ПУЭ раздел 1.3.25. Расчетный ток принимается для нормального режима работы, т.е. увеличение тока в послеаварийных и ремонтных режимах сети не учитывается:
Jэк =1,2 – нормированное значение экономической плотности тока (А/мм2) выбираем по ПУЭ таблица 1.3.36, с учетом что время использования максимальной нагрузки Тmax=6000 ч.
Сечение округляем до ближайшего стандартного 35 мм2.
Длительно допустимый ток для кабеля сечением 3х35мм2 по ПУЭ,7 изд. таблица 1.3.16 составляет Iд.т=115А > Iрасч.ав=64,9 А.
4. Определяем фактически допустимый ток, при этом должно выполняться условие Iф>Iрасч.ав.:
Коэффициент k1, учитывающий температуру среды отличающуюся от расчетной, выбираем по таблице 2.9 [Л1. с 55] и таблице 1.3.3 ПУЭ. Учитывая, что кабель будет прокладываться в трубах в земле. По таблице 2-9 температура среды по нормам составляет +25 °С. Температура жил кабеля составляет +65°С, в соответствии с ПУЭ, изд.7 пункт 1.3.12.
Определяем по СНиПу 23-01-99 таблица 3, фактическую температуру среды, где будет прокладываться кабель, в моем случае г. Выкса. Средняя годовая температура составляет — +3,8°С.
По ПУЭ таблица 1.3.3 выбираем коэффициент k1 = 1,22.
Коэффициент k2 – учитывающий удельное сопротивление почвы (с учетом геологических изысканий), выбирается по ПУЭ 7 изд. таблица 1.3.23. В моем случае поправочный коэффициент для нормальной почвы с удельным сопротивлением 120 К/Вт составит k2=1.
Определяем коэффициент k3 по ПУЭ таблица 1.3.26 учитывающий снижение токовой нагрузки при числе работающих кабелей в одной траншее (в трубах или без труб), с учетом, что в одной траншее прокладывается один кабель. Принимаем k3 = 1.
Определив все коэффициенты, определяем фактически допустимый ток:
5. Проверяем кабель ААБлУ-10кВ сечением 3х35мм2 по термической устойчивости согласно ПУЭ пункт 1.4.17.
где:
- Iк.з. = 8800 А — трехфазный ток КЗ в максимальном режиме на шинах РУ-10 кВ;
- tл = tз + tо.в =0,3 + 0,045 с = 0,345 с — время действия защиты с учетом полного отключения выключателя;
- tз = 0,3 с – наибольшее время действия защиты, в данном примере наибольшее время срабатывания защиты это в максимально-токовой защиты;
- tо.в = 45мс или 0,045 с — полное время отключения вакуумного выключателя типа VD4;
- С = 95 — термический коэффициент при номинальных условиях, определяемый по табл. 2-8, для кабелей с алюминиевыми жилами.
Сечение округляем до ближайшего стандартного 70 мм2.
6. Проверяем кабель на потери напряжения:
6.1 В нормальном режиме:
где:
r и x — значения активных и реактивных сопротивлений определяем по таблице 2-5 [Л1.с 48].
Для кабеля с алюминиевыми жилами сечением 3х70мм2 активное сопротивление r = 0,447 Ом/км, реактивное сопротивление х = 0,086 Ом/км.
Определяем sinφ, зная cosφ. Вспоминаем школьный курс геометрии.
Если Вам не известен cosφ, можно определить для различных электроприемников по справочным материалам табл. 1.6-1.8 [Л3, с 13-20].
6.2 В послеаварийном режиме:
Из расчетов видно, что потери напряжения в линии незначительные, следовательно, напряжение у потребителей практически не будет отличаться от номинального.
Таким образом, при указанных исходных данных выбран кабель ААБлУ-10 3х70.
Для удобства выполнения выбора кабеля всю литературу, которую я использовал в данном примере, Вы сможете скачать в архиве.
Читать еще: Пример выбора кабелей с изоляцией из сшитого полиэтилена
Литература:
- 1. Проектирование кабельных сетей и проводок. Хромченко Г.Е. 1980 г.
- 2. СНиП 23-01-99 Строительная климатология. 2003 г.
- 3. Расчет и проектирование систем электроснабжения объектов и установок. Кабышев А.В, Обухов С.Г. 2006 г.
- 4. Правила устройства электроустановок (ПУЭ). Седьмое издание. 2008г.
Онлайн расчет сечения кабеля по допустимой потере напряжения без учета индуктивности линии .
НравитсяОнлайн расчеты.
1. Онлайн расчет сечения провода по нагреву и по допустимой потере напряжения (с учетом индуктивности линии) .
2. Онлайн расчет сечения провода по допустимой потере напряжения (с учетом индуктивности линии).
3. Упрощенный расчет онлайн расчет сечения провода по допустимой потере напряжения (без учета индуктивности линии).
4. Онлайн расчет стрелы провеса провода воздушной линии.
Упрощенный расчет (выбор) сечения провода (кабеля) по допустимой потере напряжения (без учета индуктивности линии ).
Расчет применим, если выполняются следующие условия:Без учета индуктивности сопротивления линии на потерю напряжения рассчитываются:
1. Сети постоянного тока.
2. Линии сети переменного тока, для которых коэффициент мощности cosфи = 1.
3. Сети, выполненные проводами или кабелями, если их сечения не превосходят указанных в Таблице 5-8
| 1. Введите мощность: | кВт | |
| 2. Введите длину участка ВЛ КЛ: | м | |
| 3. Если сечение провода велико Проложить в параллель: | 1234 шт. | |
| 4. Выберите номинальное напряжение: | 0.220.380.66610 кВ | |
| 5. Выберите количество фаз: | 1 фаза3 фазы | |
| 6. Выберите материал проводника: | АлюминийМедь | |
| 7. Выберите допустимую потерю напряжения: норма по ГОСТ 13109-97 — 5% | 12345678910
% | |
| 8. Выберите назначение линии: Не определеноКабельная линия до 1 кВ.Кабельная линия 6 кВ.Кабельная линия 10 кВ.ВЛ без пересечений толщ. гололедн. стенки до 10 ммВЛ без пересечений толщ. гололедн. стенки 15 и болееВЛ пересечение с рекой толщ. гололедн. стенки до 10 ммВЛ пересечение с рекой толщ. гололедн. стенки 15 и болееВЛ пересечение с линиями связи ВЛ пересечение с надз. трубовпровВЛ пересечение с Ж/д толщ. гололедн. стенки до 10 ммВЛ пересечение с Ж/д толщ. гололедн. стенки 15 и более | ||
Результаты вычисления | ||
| Расчетное сечение проводника: | мм2 | |
| Выбранное сечение проводника: | мм2 | |
Рассчет выполнен на основании методики данной в
Справочнике по расчету проводов и кабелей. Ф. Ф. Карпов и В.Н. Козлов.(стр. 134).
Также для выбора сечения провода необходимо руководствоваться ПУЭ-7 изд. и следующими таблицами из справочника
Калькулятор онлайн расчета необходимого сечения кабеля и учёт потерь
Как правильно и точно сделать расчет сечения кабеля по потере напряжения? Очень часто при проектировании сетей электроснабжения требуется грамотный расчет потерь в кабеле. Точный результат важен для выбора материала с необходимой площадью сечения жилы. Если кабель выбран неправильно, это повлечет за собой множественные материальные затраты, ведь система быстро выйдет из строя и перестанет функционировать. Благодаря сайтам помощникам, где имеется уже готовая программа для расчета сечения кабеля и потери на нем, сделать это можно легко и оперативно.
Как воспользоваться калькулятором онлайн?
В готовую таблицу нужно ввести данные согласно выбранному материалу кабеля, мощность нагрузки системы, напряжение сети, температуру кабеля и способ его прокладки. После нажать кнопку «вычислить» и получить готовый результат.
Такой расчет потерь напряжения в линии можно смело применять в работе, если не учитывать сопротивление кабельной линии при определенных условиях:
- Указывая коэффициент мощности косинус фи равен единице.
- Линии сети постоянного тока.
- Сеть переменного тока с частотой 50 Гц выполненная проводниками с сечениями до 25.0–95.0.
Полученные результаты необходимо использовать согласно каждому индивидуальному случаю, учитывая все погрешности кабельно-проводниковой продукции.
Обязательно заполняйте все значения!
Расчет потери мощности в кабеле по школьной формуле
Получить нужные данные можно следующим образом, используя для подсчетов такую комбинацию показателей: ΔU=I·RL (потери напряжения в линии = ток потребления*сопротивление кабеля).
Зачем нужно делать расчет потерь напряжения в кабеле?
Излишне рассеивание энергии в кабеле может повлечь за собой существенные потери электроэнергии, сильному нагреву кабеля и повреждению изоляции. Это опасно для жизни людей и животных. При существенной длине линии это скажется на расходах за свет, что также неблагоприятно отразиться на материальном состоянии владельца помещения.
Помимо этого неконтролируемые потери напряжения в кабеле могут стать причиной выхода из строя многих электроприборов, а также полного их уничтожения. Очень часто жильцы используют сечения кабелей меньше чем нужно (с целью экономии), что вскоре вызывает короткое замыкание. А будущие затраты на замену или ремонт электропроводки не окупают кошельки «экономных» пользователей. Вот почему так важно правильно подобрать нужное сечение кабелей прокладываемых проводов. Любой электромонтаж в жилом доместоит начинать только после тщательного расчета потерь в кабеле. Важно помнить, электричество — не дает второго шанса, а потому все нужно делать изначально правильно и качественно.
Пути снижения потерь мощности в кабеле
Потери можно снизить несколькими способами:
- увеличением площади сечения кабеля;
- уменьшением длины материала;
- снижением нагрузки.
Часто с последними двумя пунктами сложнее, а потому приходится это делать за счет увеличения площади сечения жилы электро–кабеля. Это поможет снизить сопротивление. Такой вариант имеет несколько затратных моментов. Во–первых, стоимость использования такого материала для многокилометровых систем очень ощутима, а потому необходимо выбирать кабель правильного сечения, дабы снизить порог потери мощности в кабеле.
Онлайн–расчет потерь напряжения позволяет сделать это за несколько секунд, с учетом всех дополнительных характеристик. Для тех, кто желает перепроверить результат вручную, существует физико–математическая формула расчета потерь напряжения в кабеле. Безусловно, это прекрасные помощники для каждого проектировщика электросетями.
Таблица по расчету сечения провода по мощности
Сечение кабеля, мм2 | Открытая проводка | Прокладка в каналах | ||||||||||
Медная | Алюминиевая | Медная | Алюминиевая | |||||||||
Ток | Мощность, кВт | Ток | Мощность, кВт | Ток | Мощность, кВт | Ток | Мощность, кВт | |||||
А | 220В | 380В | А | 220В | 380В | А | 220В | 380В | А | 220В | 380В | |
0,5 | 11 | 2,4 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |
0,75 | 15 | 3,3 | – | – | – | – | – | – | – | – | – | |
1,0 | 17 | 3,7 | 6,4 | – | – | 14 | 3,0 | 5,3 | – | – | – | |
1,5 | 23 | 5,0 | 8,7 | – | – | 15 | 3,3 | 5,7 | – | – | – | |
2,0 | 26 | 5,7 | 9,8 | 21 | 4,6 | 7,9 | 19 | 4,1 | 7,2 | 14,0 | 3,0 | 5,3 |
2,5 | 30 | 6,6 | 11,0 | 24 | 5,2 | 9,1 | 21 | 4,6 | 7,9 | 16,0 | 3,5 | 6,0 |
4,0 | 41 | 9,0 | 15,0 | 32 | 7,0 | 12,0 | 27 | 5,9 | 10,0 | 21,0 | 4,6 | 7,9 |
6,0 | 50 | 11,0 | 19,0 | 39 | 8,5 | 14,0 | 34 | 7,4 | 12,0 | 26,0 | 5,7 | 9,8 |
10,0 | 80 | 17,0 | 30,0 | 60 | 13,0 | 22,0 | 50 | 11,0 | 19,0 | 38,0 | 8,3 | 14,0 |
16,0 | 100 | 22,0 | 38,0 | 75 | 16,0 | 28,0 | 80 | 17,0 | 30,0 | 55,0 | 12,0 | 20,0 |
25,0 | 140 | 30,0 | 53,0 | 105 | 23,0 | 39,0 | 100 | 22,0 | 38,0 | 65,0 | 14,0 | 24,0 |
35,0 | 170 | 37,0 | 64,0 | 130 | 28,0 | 49,0 | 135 | 29,0 | 51,0 | 75,0 | 16,0 | 28,0 |
Видео по правильному выбору сечения провода и типичные ошибки
Калькулятор падения напряжения постоянного 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 цепочках 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 переменный и постоянный ток.
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 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 около 0,023 Ом.мм2 / м при 100 ° C, а удельное сопротивление алюминия достигает около 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 alpha = температурный коэффициент на градус C, а T1 = температура кабеля.
T1: Температура кабеля (значение по умолчанию = 100 ° C).
Учтите, 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: синус (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.
Дается по следующей формуле:
E = a x R x Ib²
Где:
E: потери энергии в проводах,
Ватт (Вт)
a: количество строк
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 около 0,023 Ом.мм2 / м при 100 ° C, а удельное сопротивление алюминия достигает около 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 при падении напряжения в зависимости от поперечного сечения проводов секция для фотоэлектрической системы мощностью 3 кВт с 50 м солнечного кабеля постоянного тока.
.курсов PDH онлайн. PDH для профессиональных инженеров. PDH Engineering.
«Мне нравится широта ваших курсов по HVAC; не только экологичность или экономия энергии
курсов.
Russell Bailey, P.E.
Нью-Йорк
«Это укрепило мои текущие знания и научило меня еще нескольким новым вещам.
, чтобы познакомить меня с новыми источниками
информации.»
Стивен Дедак, P.E.
Нью-Джерси
«Материал был очень информативным и организованным. Я многому научился, и они были
.очень быстро отвечает на вопросы.
Это было на высшем уровне. Будет использовать
снова . Спасибо. «
Blair Hayward, P.E.
Альберта, Канада
«Простой в использовании сайт.Хорошо организовано. Я действительно буду снова пользоваться вашими услугами.
проеду по вашей роте
имя другим на работе «
Roy Pfleiderer, P.E.
Нью-Йорк
«Справочные материалы были превосходными, а курс был очень информативным, особенно потому, что я думал, что уже знаком с
с деталями Канзас
Городская авария Хаятт.»
Майкл Морган, P.E.
Техас
«Мне очень нравится ваша бизнес-модель. Мне нравится просматривать текст перед покупкой. Я нашел класс
.информативно и полезно
на моей работе »
Вильям Сенкевич, П.Е.
Флорида
«У вас большой выбор курсов, а статьи очень информативны.Вы
— лучшее, что я нашел ».
Russell Smith, P.E.
Пенсильвания
«Я считаю, что такой подход позволяет работающему инженеру легко зарабатывать PDH, давая время на просмотр
материал «
Jesus Sierra, P.E.
Калифорния
«Спасибо, что разрешили мне просмотреть неправильные ответы.На самом деле
человек узнает больше
от отказов »
John Scondras, P.E.
Пенсильвания
«Курс составлен хорошо, и использование тематических исследований является эффективным.
способ обучения »
Джек Лундберг, P.E.
Висконсин
«Я очень впечатлен тем, как вы представляете курсы; i.е., позволяя
студент, оставивший отзыв на курс
материалов до оплаты и
получает викторину «
Арвин Свангер, P.E.
Вирджиния
«Спасибо за то, что вы предложили все эти замечательные курсы. Я определенно выучил и
получил огромное удовольствие ».
Мехди Рахими, П.Е.
Нью-Йорк
«Я очень доволен предлагаемыми курсами, качеством материалов и простотой поиска.
в режиме онлайн
курса.»
Уильям Валериоти, P.E.
Техас
«Этот материал во многом оправдал мои ожидания. По курсу было легко следовать. Фотографии в основном обеспечивали хорошее наглядное представление о
.обсуждаемых тем »
Майкл Райан, P.E.
Пенсильвания
«Именно то, что я искал. Потребовался 1 балл по этике, и я нашел его здесь.»
Джеральд Нотт, П.Е.
Нью-Джерси
«Это был мой первый онлайн-опыт получения необходимых мне кредитов PDH. Это было
информативно, выгодно и экономично.
Я очень рекомендую
всем инженерам.
Джеймс Шурелл, П.Е.
Огайо
«Я понимаю, что вопросы относятся к« реальному миру »и имеют отношение к моей практике, и
не на основании каких-то неясных раздел
законов, которые не применяются
— «нормальная» практика.»
Марк Каноник, П.Е.
Нью-Йорк
«Отличный опыт! Я многому научился, чтобы использовать свой медицинский прибор
.организация.
Иван Харлан, П.Е.
Теннесси
«Материалы курса имели хорошее содержание, не слишком математическое, с хорошим акцентом на практическое применение технологий».
Юджин Бойл, П.E.
Калифорния
«Это был очень приятный опыт. Тема была интересной и хорошо изложенной,
а онлайн-формат был очень
доступный и простой
использовать. Большое спасибо ».
Патрисия Адамс, P.E.
Канзас
«Отличный способ добиться соответствия требованиям PE Continuing Education в рамках ограничений по времени лицензиата.»
Joseph Frissora, P.E.
Нью-Джерси
«Должен признаться, я действительно многому научился. Помогает иметь печатный тест во время
обзор текстового материала. Я
также оценил просмотр
фактических случаев предоставлено.
Жаклин Брукс, П.Е.
Флорида
«Очень полезен документ» Общие ошибки ADA при проектировании объектов «.
испытание потребовало исследований в
документ но ответы были
в наличии »
Гарольд Катлер, П.Э.
.Диэлектрические потери в кабелях
Сечение кабеля показано
изоляция Диэлектрики (например, изоляционные материалы) при воздействии переменного электрического поля будут иметь некоторую потерю энергии. Изменяющееся электрическое поле вызывает небольшую перестройку слабосвязанных молекул, что приводит к выделению тепла. Количество потерь увеличивается с увеличением уровня напряжения. Для кабелей низкого напряжения потери обычно незначительны и обычно не учитываются.Для кабелей более высокого напряжения потери и выделяемое тепло могут стать важными и должны быть приняты во внимание.
Диэлектрики (например, изоляционные материалы) при воздействии переменного электрического поля будут иметь некоторую потерю энергии. Изменяющееся электрическое поле вызывает небольшую перестройку слабосвязанных молекул, что приводит к выделению тепла. Количество потерь увеличивается с увеличением уровня напряжения. Для кабелей низкого напряжения потери обычно незначительны и обычно не учитываются.Для кабелей более высокого напряжения потери и выделяемое тепло могут стать важными и должны быть приняты во внимание.
Диэлектрические потери измеряются с использованием так называемого тангенса угла потерь или тангенса дельты (тангенс угла тангенса угла δ ). Проще говоря, тангенс дельта — это тангенс угла между вектором переменного поля и составляющей потерь материала. Чем выше значение tan δ , тем больше будут диэлектрические потери. Список значений tan δ для различных изоляционных материалов см. В примечании «Свойства изоляции кабеля».
Примечание: в постоянном токе кабели со статическим электрическим полем, диэлектрические потери отсутствуют. Следовательно, рассмотрение диэлектрических потерь относится только к переменному току. кабели.
Напряжение кабеля
Диэлектрические потери действительно становятся значительными, и их необходимо учитывать при более высоких напряжениях. IEC 60287 «Электрические кабели. Расчет номинального тока» предполагает, что диэлектрические потери необходимо учитывать только для кабелей с напряжением выше следующих уровней:
| Тип кабеля | У 0 , кВ |
|---|---|
| Бутилкаучук | 18 |
| EDR | 63.5 |
| Бумага с пропиткой (масляная или газонаполненная) | 63,5 |
| Бумага с пропиткой (сплошная) | 38 |
| PE (высокой и низкой плотности) | 127 |
| ПВХ | 6 |
| XLPE (заполненный) | 63,5 |
| XLPE (без наполнения) | 127 |
Диэлектрические потери в кабеле
Емкость кабеля
Емкость кабеля можно узнать у производителей или для круглых проводников рассчитать по следующей формуле:
C = ε18ln (Didc) 10−9F.м − 1
Зная тангенс δ и емкость кабеля, легко вычислить диэлектрические потери:
Wd = ωCU02tanδ
Вышеупомянутое можно использовать для проводов других форм, если вместо Di и dc использовать среднее геометрическое.
Обозначения
d c — диаметр жилы, мм
D i — наружный диаметр изоляции, мм
C — емкость кабеля на единицу длины, F.м -1
U 0 — номинальное напряжение кабеля относительно земли, В
Вт d — диэлектрические потери на единицу длины, Втм -1
tan δ — коэффициент потерь для изоляции
ε — относительная диэлектрическая проницаемость изоляции
ω — угловая частота (2πf)
См. Также
.Рабочий пример расчета кабеля
Рабочий пример расчета кабеля
(см. , рис. G69)
Питание установки осуществляется через трансформатор 630 кВА. Процесс требует высокой степени бесперебойности подачи электроэнергии, и часть установки может питаться от резервного генератора мощностью 250 кВА. Глобальная система заземления — TN-S, за исключением наиболее критических нагрузок, питаемых изолирующим трансформатором с конфигурацией IT ниже по потоку.
Однолинейная схема показана на Рисунок G69 ниже.Результаты компьютерного исследования цепи от трансформатора T1 до кабеля C7 воспроизведены на Рисунке G70. Это исследование было выполнено с помощью Ecodial (программное обеспечение Schneider Electric).
Далее следуют те же расчеты, которые выполняются упрощенным методом, описанным в этом руководстве.
Рис. G69 — Пример однолинейной схемы
Расчет с помощью программы Ecodial
Рис. G70 — Частичные результаты расчетов, выполненных с помощью программного обеспечения Ecodial (Schneider Electric).Расчет выполняется в соответствии с Cenelec TR50480 и IEC 60909
.