Сопротивление падения напряжения
Первое соображение падения напряжения заключается в том, что в установившемся режиме нормальной нагрузки напряжение на оборудовании для утилизации должно быть достаточным.
Способы расчета падения напряжения с подробными примерами
Точные отпечатки в NEC рекомендуют калибровку питателей и ответвлений, чтобы максимальное падение напряжения не превышало 3%, при этом общее падение напряжения для фидеров и ответвлений не превышало 5% для эффективности работы.
В дополнение к установившимся условиям необходимо учитывать падение напряжения в переходных режимах с внезапными сильноточными кратковременными нагрузками.
Наиболее распространенными нагрузками этого типа являются пусковые токи двигателя во время запуска. Эти нагрузки вызывают падение напряжения в системе в результате падения напряжения в проводниках, трансформаторах и генераторах под высоким током. Это падение напряжения может иметь многочисленные неблагоприятные последствия для оборудования в системе, а оборудование и проводники должны быть спроектированы и рассчитаны таким образом, чтобы минимизировать эти проблемы.
Во многих случаях потребуется снижение напряжения двигателей, чтобы уменьшить пусковой ток.
-
Формулы падения напряжения
- Приблизительный метод
- Точный метод # 1
- Точный метод №2
- Таблицы падения напряжения
-
вычисления
- Пример №1
- Пример №2
Формулы падения напряжения
Рассмотрим два наиболее распространенных метода расчета падения напряжения - приближенные и точные методы:
1. Приближенный метод
Падение напряжения E VD = IR cosθ + IX sinθ, где аббревиатуры такие же, как ниже «Точный метод».
2. Точный метод # 1
При отправке конечного напряжения и нагрузки PF известны.
где:
- E VD - падение напряжения, линия-нейтраль, вольт
- E s - напряжение источника, линия-нейтраль, вольт
- I - Линейный ток (ток нагрузки), ампер
- R - сопротивление цепи (ветви, фидера), омы
- X - Реактивное сопротивление цепи (ветви, фидера), Ом
- cosθ - Коэффициент мощности нагрузки, десятичный
- sinθ - реактивный коэффициент нагрузки, десятичный
Если известно, что принимающее конечное напряжение, ток нагрузки и коэффициент мощности (PF) известны.
E R - принимающее конечное напряжение.
Вернуться к началу ↑
2. Точный метод №2
Если прием или передача mVA и его коэффициент мощности известны при известном передающем или принимающем напряжении.
или
где:
- E R - приемное линейное напряжение в кВ
- E S - Отправка линейного напряжения в кВ
- MVA R - прием трехфазного mVA
- MVA S - отправка трехфазного mVA
- Z - импеданс между и приемными концами
- γ - угол импеданса Z
- R - принимающий конец PF
- S - Отправляющий конец PF, положительный при запаздывании
Вернуться к началу ↑
Таблицы падения напряжения
Ниже приведены таблицы для расчета падения напряжения для медных и алюминиевых проводников в магнитном (стальном) или немагнитном (алюминиевом или неметаллическом) кабелепроводе. Эти таблицы дают падение напряжения на ампер на 100 футов (30 м) длины цепи.
Длина цепи от начальной точки до конечной точки цепи независимо от количества проводников.
Таблицы основаны на следующих условиях:
Состояние №1
Три или четыре одиночных проводника в кабелепроводе, случайные. Для трехпроводного кабеля фактическое падение напряжения будет примерно одинаковым для небольших размеров проводников и высоких коэффициентов мощности. Фактическое падение напряжения будет на 10-15% ниже для больших размеров проводников и более низких коэффициентов мощности.
Состояние № 2
Падение напряжения происходит между фазами, для трехфазных, трехпроводных или трехфазных четырехпроводных цепей 60 Гц. Для других схем умножьте падение напряжения, указанное в таблицах, на следующие поправочные коэффициенты:
Таблица коэффициентов коррекции:
| Трехфазная, четырехпроводная, фаза-нейтраль | × 0, 577 |
| Однофазный двухпроводный | × 1, 155 |
| Однофазный, трехпроводный, межфазный | × 1, 155 |
| Однофазный, трехпроводный, с фаз-нейтралью | × 0, 577 |
Условие № 3
Падение напряжения происходит при температуре проводника 75 ° C. Они могут использоваться при температуре проводника от 60 ° C до 90 ° C с разумной точностью (в пределах ± 5%). Однако при необходимости могут быть применены коэффициенты коррекции в таблице 1. Значения в таблице находятся в процентах от общего падения напряжения.
- Для температуры проводника 60 ° C - SUBTRACT процент от Таблицы 1.
- Для температуры проводника 90 ° C - ADD процент от Таблицы 1.
Таблица 1 - Факторы коррекции температуры для падения напряжения
Вернуться к началу ↑
вычисления
Для расчета падения напряжения:
- Умножить ток в амперах на длину цепи в футах, чтобы получить ампер-ноги. Длина цепи - это расстояние от точки начала до конца нагрузки схемы.
- Разделите на 100.
- Умножьте правильное значение падения напряжения в таблицах. Результат - падение напряжения.
Пример №1
Двигатель 460 В, 100 л.с., работающий на 80% PF, потребляет 124 ток полной нагрузки. Он питается тремя медными проводниками 2/0 в стальном канале. Длина фидера составляет 150 футов (46 м).
Каково падение напряжения в податчике? Каково процентное падение напряжения?
- 124 A × 150 футов (46 м) = 18 600 A-фут
- Разделено на 100 = 186
-
Таблица: 2/0 медь, магнитный канал, 80% PF = 0, 0187
186 x 0, 0187 = 3, 48 В капли
3, 48 / 460 х 100 = 0, 76% падение
Вывод: падение напряжения на 0, 76% очень приемлемо. (См. Статью 215 NEC, в которой говорится, что допустимое падение напряжения на подающем устройстве составляет 3% или менее).
Чтобы выбрать минимальный размер проводника:
- Определите максимальное желаемое падение напряжения i, в вольтах.
- Разделите падение напряжения на ii (ампер x контур ноги).
- Умножьте на 100.
- Найдите ближайшую более низкую величину падения напряжения в таблицах, в правильной колонке для типа проводника, кабелепровода и коэффициента мощности. Прочитайте размер проводника для этого значения.
- Если это приводит к негативному кабелю, проверьте размеры кабельных наконечников для автоматических выключателей с литыми корпусами и плавких 4-х переключателей. В случае превышения размера выступов перейдите к следующему более высокому рейтингу.
Вернуться к началу ↑
Пример №2
Трехфазный четырехпроводный источник питания на цепи 208 В длиной 250 футов (76, 2 м). Нагрузка составляет 175 А при 90% PF. Желательно использовать алюминиевые 7-проводники в алюминиевом кабелепроводе.
Какой размер проводника требуется для ограничения падения напряжения до 2% между фазами?
- VD = 2/100 × 208 = 4, 16 В
- 4, 16 / (175 × 250) = 0, 0000951
- 0, 0000951 × 100 = 0, 00951
-
В таблице, в алюминиевых проводниках, немагнитном канале, 90% PF, ближайшее значение ниже 0, 0091. Требуемый проводник составляет 12 500 ккм.
(Размер 4/0 THW будет иметь достаточную мощность, но падение напряжения будет чрезмерным).
Таблица 2 - Напряжение падения напряжения на ампер на 100 футов (30 м); Трехфазная, фаза-фаза
Таблица 2 - Падение напряжения - Вольт на ампер на 100 футов (30 м); Трехфазный, межфазный
Вернуться к началу ↑
Ссылки // Системы распределения энергии EATON