Как рассчитать момент кабеля

Моменты для проводов

Автор: Кирилл
Дата записи

Это пригодится исключительно электриках. Так как часто приходится рассчитывать потери в кабелях и проводниках. Поэтому предлагаю ознакомиться со следующим материалом, если кому не интересно просьба не писать глупости.

Формула по которой ведется расчет потри, а так же готовая рассчитанная таблица (чуть ниже):

О том как применить данную таблицу на практике читаем под таблицей .

• M=P*L момент (см. таблицу)
• P = мощность в кВт
• L = длина в метрах
• s = сечения проводника (кабеля)
• C = для Cu — 72, для Al -44

Моменты для алюминиевых и медных проводов

↑ тут выбрать Алюминий или Медь (Al или Cu соответственно)

Теперь рассмотрим пример, где применим полученные данные на практике. У нас имеется несколько несколько нагрузок. Черные квадратики все они имеют разную мощность указанную красным цветом.

Наша линия это кабель по низкой стороне, т.е. 380В алюминиевый сечением 16мм² (на чертеже представлен зеленым). Отрезки линии схематично разделены маленькими точками и между ними прописаны длина линии и рассчитанное падение напряжения (в процентах).

Что бы рассчитать это падение нам необходимо посчитать нагрузки на каждой точке, у меня это сделано розовым цветом.

ΔY рассчитано из таблицы/ Для примера участок между распред. шкафом и первой 5кВт нагрузкой составит:

50 кВт*20м=1000 ищем в таблице в графе 16мм² наше значение, если оно около можно взять число пропорционально, в моем случае это 1,4%.

Дале складываем потери на всех участках и получаем потерю в линии, в моем случае это 2,57%.

Напомню что по ПУЭ (правила устройства электроустановок) допускается в пределах не более 5%.

Теоретический материал взят из:
Справочная книга «Проектирование электрического освещения» Выпуск 1976г. «Энергия» Ленинград. Стр. 343 (раздел 12-4. Расчет осветительной сети по потерям напряжения).

Источник

Удобно ли рассчитывать потери напряжения через моменты?

Практически в каждом проекте приходится рассчитывать потери напряжения. Существуют разные способы расчета, но все они, в принципе, основаны на одних и тех же формулах, поэтому и результаты должны быть одинаковые. Так ли это? Сейчас мы проверим.

Многие считают потери напряжения через моменты нагрузок и периодически мне задают вопросы о правильности расчетов в моих программах. Сейчас вы сами увидите, насколько эффективна моя программа по расчету потери напряжения и насколько она выдает достоверные результаты.

Что такое момент нагрузки?

М=P*L, где

М – момент нагрузки, кВт*м;

Р – мощность, кВт;

L – длина участка, м.

Чтобы рассчитать потери напряжения через момент нагрузки нам необходимо знать передаваемую мощность, длину участка и иметь вспомогательные таблицы для расчета.

Моменты для медных и алюминиевых кабелей в однофазной сети (220В):

Моменты для медных и алюминиевых кабелей в однофазной сети (220В)

Моменты для медных и алюминиевых кабелей в трехфазной сети (380В):

Моменты для медных и алюминиевых кабелей в трехфазной сети (380В)

Суть расчета заключается в том, чтобы посчитать момент и по таблице определить потери напряжения для нужного сечения кабеля.

А что если полученный момент нагрузки отличается от табличного значения? Придется округлять либо применять дополнительно интерполяцию.

А что если в таблице нет нужного сечения? Придется искать расширенные таблицы (возможно где-то есть).

Лично я никогда не считал потери напряжения через моменты, т.к. этот способ не удобен и не отвечает последним требованиям нормативных документов.

Сейчас мы проверим, правильно ли считает потери напряжения моя программа.

Я выбрал по 2 значения в каждой таблице с моментами. Думаю нет смысла проверять каждое значение.

Результаты проверки программы по расчету потери напряжения в однофазной сети:

Результаты проверки программы по расчету потери напряжения в однофазной сети

Наверняка вы заметили, что в моей программе результаты примерно на 10% выше. В чем же дело? Разность результатов обусловлена разными значениями удельного сопротивления меди и алюминия. Если взять другие значения, то получим практически точно такие же значения:

Удельное сопротивление 1Р 0,02/0,033 Ом*мм2/м

Я же использую значения, которые указаны в ГОСТ Р 50571.5.52-2011.

Результаты проверки программы по расчету потери напряжения в трехфазной сети:

Результаты проверки программы по расчету потери напряжения в трехфазной сети

Результаты с учетом уменьшенного значения удельного сопротивления:

Удельное сопротивление 3Р 0,02/0,033 Ом*мм2/м

Я думаю, теперь у вас не возникнут вопросы по поводу правильности расчета потери напряжения при помощи моих программ.

А вам удобно считать потери напряжения через моменты?

P.S. Ваша помощь позволяет вам получить не только мои программы, но и способствует написанию новых полезный статей, записи полезных видеороликов.

Советую почитать:

комментариев 9 “Удобно ли рассчитывать потери напряжения через моменты?”

Привет, Игорь! Номинальные напряжения сети давно изменились на 0,23 и 0,4 кВ.

Значение 230/400 В является результатом эволюции систем 220/380 В и 240/415 В, которые завершили использовать в Европе и во многих других странах. Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять.

Номинальное напряжение 220/230 В принято в соответствие с требованиями ГОСТ 32144-2013. Так же действуют другие системы нормирования напряжений: в соответствие с ГОСТ 29322-2014 номинальные напряжения равны 230/400 В, в соответствие с ГОСТ 23366-78 номинальные напряжения принимаются: на выходах источников и преобразователей электроэнергии – 230/400 В, а на нагрузке – 220/380 В.

Я говорил об этом:

ГОСТ 29322-92 (IEC 60038:2009) Напряжения стандартные — Номинальные напряжения уже существующих сетей напряжением 220/380 и 240/415 В должны быть приведены к рекомендуемому значению 230/400 В. До 2003 г. в качестве первого этапа электроснабжающие организации в странах, имеющих сеть 220/380 В, должны привести напряжения к значению 230/400 В (%).

Номинальное напряжение 220/230 В принято в соответствие с требованиями ГОСТ 32144-2013

Не нашел я там ничего про стандарты напряжений кроме упоминания ГОСТ 29322-92, который эволюционировал в ГОСТ 29322-2014, где принят стандарт — 230/400 В.:

Номинальное напряжение системы переменного тока в диапазоне от 100 до 1000 В следует выбирать из значений, приведенных в Таблице 1.

a) Значение 230/400 В является результатом эволюции систем 220/380 В и 240/415 В, которые завершили использовать в Европе и во многих других странах. Однако системы 220/380 В и 240/415 В до сих пор продолжают применять.

Множество систем 220/380 давно перевели на 230/400, и во всех новых, с которыми встречался, напряжение в розетках 230/400 В. В новых коттеджных поселках в домах, которые находятся в начале линии недалеко от трансформатора, напряжение >240 В. 🙂

«ГОСТ 23366-78» — может его забыли отменить? 🙂 Надо его еще поизучать.

Я считаю через моменты. По формуле, указанной в том же справочнике, что и таблицы из статьи. dU=P*L/(C*q). Где q — сечение проводника. С — коэффициент, зависящий от материала проводника и напряжения сети. Для меди в данном справочнике указан С=77. Алюминимй — 44. Хотя в других источниках встречал также и другие цифры. Но большинство справочников дают 77. Формула простая и удобная. Легко считать любые значения.

Кто считает потери напряжения через моменты нагрузок, докажите мне откуда взялись в справочникне коэффицент С, откуда эти цифры?

Физику и ТОЭ все ведь изучали, у меня никак не получалось вывести справочные значения.

Через формулу для трёхфазной сети √3*Ток*длина*(Rуд*cos+Xуд*sin) = количество потерянных вольт.

Вольт/вольт = % потерь напряжения.

В этой формуле всё можно вывести физически. А как через моменты это всё выводить?

У вас видимо ошибка:

Rуд ® — активное сопротивление 1 км линии.

Xуд (x) — индуктивное сопротивление 1 км линии.

Эти таблицы для нагрузок с cos фи = 1?

Т.е. если cos фи = 0,8, то эти таблицы будут показывать заниженные значения падения напряжения?

Да, но погрешность будет не такая уж критичная.

Зачем вам эти таблицы? Не забивайте голову ненужной и устаревшей информацией))

Эти таблицы создавались когда у строителей даже калькулятора не было, а посчитать потери уже было надо. Очень удобно на коленке считать разветвленные сети и сети с большим количеством распределенных потребителей. Например сети уличного освещения. В некоторых случаях этот метод даже сейчас может дать фору программным комплексам в скорости получения результата приемлемой точности

Источник

Пример расчета сечения кабеля.

Кабельная продукция сейчас представлена на рынке в широком ассортименте, поперечное сечение жил составляет от 0,35 мм.кв. и выше, в данной статье будет приведен пример расчета сечения кабеля.

Для расчёта сопротивления проводника вы можете воспользоваться калькулятором расчета сопротивления проводника.

Неправильный выбор сечения кабеля для бытовой проводки, может привести к таким результатам:

1. Погонный метр чересчур толстой жилы будет стоить дороже, что нанесет значительный «удар» по бюджету.

2. Жилы вскоре начнут нагреваться и будут плавить изоляцию, если будет выбран неподходящий диаметр проводника (меньший, чем необходимо) и это вскоре может привести к короткому замыканию или самовозгоранию электропроводки.

Чтобы не потратить средства впустую, необходимо перед началом монтажа электропроводки в квартире или доме, выполнить правильный расчет сечения кабеля в зависимости от силы тока, мощности и длины линии.

Расчет сечения кабеля по мощности электроприборов.

Каждый кабель имеет номинальную мощность, которую при работе электроприборов он способен выдержать. Когда мощность всех электроприборов в квартире будет превышать расчетный показатель проводника, то аварии в скором времени не избежать.

Рассчитать мощность электроприборов в квартире или доме можно самостоятельно, для этого необходимо выписать на лист бумаги характеристики каждого прибора отдельно (телевизора, пылесоса, плиты, светильников). Затем все полученные значения суммируются, а готовое число используется для выбора оптимального диаметра.

Формула расчета мощности имеет такой вид:

Pобщ = (P1+P2+P3+…+Pn)*0.8 , где: P1..Pn–мощность каждого электроприбора, кВт

Стоит обратить внимание на то, что число, которое получилось нужно умножить на поправочный коэффициент – 0,8. Обозначает этот коэффициент то, что одновременно будет работать только 80% из всех электроприборов. Такой расчет будет более логичным, потому что, пылесос или фен, точно не будет находиться в использовании длительное время без перерыва.

Пример расчета сечения кабеля по мощности указан в таблицах:

Для проводника с алюминиевыми жилами.

Для проводника с медными жилами.

Как видно из таблиц, свои данные имеют значения для каждого определенного вида кабеля, потребуется лишь найти ближайшее из значений мощности и посмотреть соответствующее сечение жил.

На примере расчет сечения кабеля по мощности выглядит так:

Допустим, что в квартире суммарная мощность всех приборов составляет 13 кВт. Необходимо полученное значение умножить на коэффициент 0,8, в результате это даст 10,4 кВт действительной нагрузки. Затем подходящее значение нужно найти в колонке таблицы. Ближайшая цифра 10,1 при однофазной сети (220В напряжение) и при трехфазной сети цифра 10,5. Значит останавливаем выбор сечения при однофазной сети на 6-милимметровом проводнике или при трехфазной на 1,5-милимметровом.

Расчет сечения кабеля по токовой нагрузке.

Более точный расчет сечения кабеля по току, поэтому пользоваться им лучше всего. Суть расчета аналогична, но в данном случает необходимо только определить какая будет токовая нагрузка на электропроводку. Сначала нужно рассчитать по формулам силу тока для каждого из электроприборов.

Средняя мощность бытовых электроприборов

Пример отображения мощности электроприбора (в данном случае ЖК телевизор)

Для расчета необходимо воспользоваться такой формулой, если в квартире однофазная сеть:

I=P/(U×cosφ)

Когда же сеть трехфазная, то формула будет иметь такой вид:

I=P/(1,73×U×cosφ) , где P — электрическая мощность нагрузки, Вт;

• U — фактическое напряжение в сети, В;
• cosφ — коэффициент мощности.

Далее суммируются все токи и нужно выбрать сечение кабеля по току по табличным значениям.

Следует учесть, что значения табличных величин будут зависеть от условий прокладки проводника. Мощность и токовые нагрузки будут значительно большими при монтаже открытой электропроводки, чем если прокладка проводки будет в трубе.

Полученное суммарное значение токов для запаса рекомендуется умножить в 1,5 раза, ведь со временем в квартиру могут приобретаться более мощные электроприборы.

Расчет сечения кабеля по длине.

Также можно по длине рассчитать сечение кабеля. Суть таких вычислений заключается в том, каждый из проводников имеет свое сопротивление, которое способствует потерям тока с увеличением протяженности линии. Необходимо выбирать проводник с жилами покрупнее, если величина потерь превысит 5%.

Вычисления происходят следующим образом:

• Рассчитывается суммарная мощность всех электроприборов и сила тока.
• Затем рассчитывается сопротивление электропроводки по формуле : удельное сопротивление проводника (p) * длину (в метрах).
• Необходимо разделить получившееся значение на выбранное поперечное сечение кабеля:

R=(p*L)/S, где p — табличная величина

Следует обратить внимание на то, что должна длина прохождения тока умножаться в 2 раза, так как изначально ток идет по одной жиле, а назад возвращается по другой.

• Производится расчет потери напряжения: сила тока умножается на рассчитанное сопротивление.
• Далее определяется величина потерь: потери напряжения делятся на напряжение в сети и умножаются на 100%.
• Анализируется итоговое число. Если полученное значение меньше 5%, то выбранное сечение жилы можно оставить, но если больше, то необходимо выбрать проводник более «толстый».

Таблица удельных сопротивлений.

Обязательно нужно производить расчет с учетом потерь по длине, если протягивается линия на довольно протяженное расстояние, иначе существует высокая вероятность выбрать сечение кабеля неправильно.

Источник