Падение напряжения в кабеле электропередачи можно точно рассчитать с помощью пошаговой формулы, суть которой — ΔU=I × R. Падение напряжения обычно следует контролировать в пределах 5 % напряжения системы (например, не более 19 В для системы на 380 В).
Основные причины падения напряжения Кабели по своей природе обладают сопротивлением и реактивным сопротивлением. При протекании тока через них происходят потери энергии, проявляющиеся в падении напряжения. К факторам влияния относятся:
Материал кабеля: Удельное сопротивление медного кабеля (0,0174 Ом·мм²/м) ниже, чем алюминиевого кабеля (0,0283 Ом·мм²/м), что приводит к меньшему падению напряжения;
Длина кабеля: чем длиннее кабель, тем больше падение напряжения;
Площадь поперечного-сечения. Чем меньше поперечное-сечение, тем больше сопротивление и тем значительнее падение напряжения;
Ток нагрузки: чем выше мощность, тем выше ток и тем значительнее падение напряжения;
Коэффициент мощности. Индуктивные нагрузки (например, двигатели) имеют низкий коэффициент мощности, что усугубляет падение напряжения.
Двух- или трёх-этапный метод расчета падения напряжения в кабеле
Шаг 1: Рассчитайте линейный ток
I
I Применимо к трехфазным системам переменного тока:-
I
=
P
3
×
U
×
потому что
θ
I=
3
×U×cosθ
P
P
P: Мощность нагрузки (кВт)
U
U: Линейное напряжение (кВ), обычно 380 В, т. е. 0,38 кВ.
потому что
θ
cosθ: коэффициент мощности, обычно принимаемый равным 0,8–0,85.
Пример: двигатель мощностью 55 кВт,
I
=
55
/
(
1.732
×
0.38
×
0.8
)
≈
104.5
A I=55/(1.732×0.38×0.8)≈104.5A
Шаг 2. Рассчитайте сопротивление кабеля
R
R
=
ρ
×
L
S
R=ρ× S L
ρ
ρ: удельное сопротивление проводника (0,0174 для меди, 0,0283 для алюминия).
L
L: Длина кабеля (метры)
S
S: Площадь поперечного сечения-проводника (мм²).
Пример: медный кабель длиной 100 метров и сечением 16 мм².
R
=
0.0174
×
100
/
16
≈
0.109
Ω R=0.0174×100/16≈0.109Ω
Шаг 3. Рассчитайте падение напряжения
Δ
U
ΔU Простейшая практическая формула (без учета реактивного сопротивления):
Δ
U
=
I
×
R
×
K
ΔU=I×R×K
K
К: Для трехфазных-систем возьмем
3
≈ 1.732
3
≈1,732, однофазное-1 или 2 (количество цепей)
Продолжая предыдущий пример:
Δ
U
=
104.5
×
0.109
×
1.732
≈
19.7
V
ΔU=104.5×0,109×1,732≈19,7В, что составляет 5,2% от 380В, что немного превышает допустимый диапазон, сечение-необходимо увеличить.
