Sanitaryhygiene.ru

Санитары Гигиены
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Активное и индуктивное сопротивление

Активное и индуктивное сопротивление

Активное и индуктивное сопротивление

Различные факторы играют важную роль для вычисления потерь в линиях транспортировки электрической энергии. Для постоянного тока вполне хватает стандартных данных об омическом сопротивлении. А вот для цепей переменной разновидности необходимо учитывать активное и индуктивное сопротивление в сочетании с емкостной проводимостью токопроводников.

Можно воспользоваться для вычислений специальными таблицами. В них представлены с большой точностью различные варианты для выполнения расчетов в сетях переменного тока. Но, чтобы быстро разобраться в специфике представленных характеристик, желательно знать природу подобного явления и его основные характеристики.

Особенности активного сопротивления

aktivnoe-i-induktivnoe-soprotivleni1

В общем виде данный параметр выглядит, как противодействие определенного участка цепи проходящему по нему току. Полученная в результате такого процесса величина участвует в преобразовании энергии и ее переходе в какое-то другое состояние.

Важно! Это явление наблюдается исключительно в ситуациях с переменным током. Только он способен образовывать в кабелях оба вида противодействия.

Величина активного сопротивления обусловлена эффектом поверхностного типа. Наблюдается процесс своеобразного перемещения тока от центра к поверхности проводника. Сечение кабеля используется не полностью, а возникающее противодействие будет значительно превышать аналогичный омический показатель.

Обратим внимание на такой момент:

  1. Поверхностный эффект имеет незначительную величину в линиях из металлов, относящихся к категории цветных. Активное сопротивление приравнивают к омическому и считают его при условной температуре в +20°С, без учета фактических показателей окружающей среды. В справочниках имеются данные определения для использования в основном выражении R=r0l, с учетом того, что r0 – это номинальное значение искомой величины для 1 км провода, а l – его фактическая протяженность.
  2. А вот в стальных изделиях данный показатель намного выше. Обязательно потребуется брать во внимание, зависящее от сечения явление перемагничивания и влияние таких компонентов, как вихревые токи. На практике обычно при больших нагрузках пользуются справочными данными. При этом, само явление ослабевает в проводниках многопроволочного типа.

Индуктивное сопротивление

Созданное в ходе передачи энергии переменное магнитное поле становится источником реактивного сопротивления подобного вида. Индуктивный вариант в основном зависит от характеристик проходящего тока, диаметра и расстояния между проводами.

Само сопротивление обычно классифицируют следующим образом:

  • зависящее от параметров тока и материала — внутреннее;
  • обусловленное геометрическими особенностями линии — внешнее. В этом случае данный показатель будет постоянной величиной, не зависящей от каких-либо других факторов.

Заводы по производству кабельной продукции всегда указывают в своих каталогах информацию об индуктивном сопротивлении.

Данный параметр обычно определяется следующим выражением:

в котором индуктивный показатель для 1 км провода – , а L – протяженность.

Х километрового участка рассчитывается по следующей формуле:

Где: Dср – расстояние среднее по центральной оси имеющихся проводов, мм; d – диаметр рабочего токопроводника, мм; μт –относительная магнитная проницаемость.

Принцип действия индуктивного сопротивления линий

aktivnoe-i-induktivnoe-soprotivleni2

Именно индуктивность признана главной характеристикой для катушек наряду с аналогичным показателем для их обмоток. R реактивного вида, проявляющееся под действием самоиндукционной ЭДС, растет в прямой пропорции с частотой тока.

Реактивная и активная составляющие обуславливают полное сопротивление, которое можно представить в виде суммы квадратов каждого показателя.

Оперативно справиться с поставленной задачей по расчету номинальных показателей помогут специальные таблицы. В них для самых распространенных проводников приведены все главные характеристики. Но на практике часто требуется узнать Х для участка с конкретной протяженностью. В этом случае главным инструментом является уже приводившееся выражение

Емкостная проводимость

Одним из эксплуатационных показателей остается данный параметр, обозначающий емкость между проводниками и землей, а также аналогичный показатель между самими токопроводниками.

aktivnoe-i-induktivnoe-soprotivleni6

Для его определения в трехфазной линии воздушных передач применяется выражение:

Можно увидеть прямую зависимость рабочей емкости от уменьшения расстояния между кабелями и их сечения. Следовательно, для линий низкого напряжения данная величина всегда будет больше, чем для высокого.

Читайте так же:
Cv3663bh q32 уменьшить ток подсветки

aktivnoe-i-induktivnoe-soprotivleni7

Проводимость подобного вида в воздушных линиях одноцепной конструкции рассчитывается так:Токи емкостного происхождения существенно влияют на работу линий с рабочими характеристиками напряжения лот 110 кВ и более, а также в магистралях уложенными кабелями с идентичными параметрами выше 10 кВ.

Попытка применить именно подобный способ для самостоятельного выполнения будет весьма непростой задачей, ведь в нем применяются и различные конструктивные нюансы типа геометрических характеристик, и диэлектрическая проницаемость изоляционного слоя, и многие другие вводные. Следовательно, оптимальным решением будет информация из таблиц, составленных производителями для конкретной марки кабеля. В каталогах все данные приведены с учетом номинального напряжения для каждой модификации.

aktivnoe-i-induktivnoe-soprotivleni3

Для начала линии, когда мы имеем дело с холостым ходом, емкостный ток определяется так:

Данный показатель будет объективным только при полностью обесточенных приемниках электричества.

Большое значение обозначенная емкость в любой рассматриваемой конструкции имеет для точного выполнения предварительных расчетов для устройств компонентов защиты и элементов заземления.

aktivnoe-i-induktivnoe-soprotivleni4

Для воздушной линии действительна такая формула:

aktivnoe-i-induktivnoe-soprotivleni5

Для кабельных магистралей:

Электрическая емкость кабеля

При включении или выключении постоянного напряжения в кабельной сети, или под действием переменного напряжения, всегда возникает емкостный ток. Длительно емкостный ток существует только в изоляции кабелей, находящихся под воздействием переменного напряжения. Ток проводимости при постоянном токе существует все время, а к изоляции кабеля оказывается приложено напряжение постоянного тока. Более подробно о емкости кабеля, о физическом смысле этой характеристики и будет рассказано в данной статье.

Силовой трехжильный кабель

С точки зрения физики, одножильный кабель круглого сечения является по сути цилиндрическим конденсатором. И если принять за Q величину заряда внутренней цилиндрической обкладки, то на единицу ее поверхности придется количество электричества, которое можно вычислить по формуле:

Здесь е — диэлектрическая проницаемость кабельной изоляции.

В соответствии с фундаментальной электростатикой, напряженность электрического поля Е при радиусе r окажется равной:

И если рассмотреть внутреннюю цилиндрическую поверхность кабеля на некотором удалении от его центра, а это будет эквипотенциальная поверхность, то напряженность электрического поля для единицы площади данной поверхности окажется равной:

Диэлектрическая проницаемость изоляции кабеля колеблется в широких пределах, в зависимости от условий эксплуатации и типа примененной изоляции. Так, вулканизированная резина имеет диэлектрическую проницаемость от 4 до 7,5, а пропитанная кабельная бумага — от 3 до 4,5. Дальше будет показано, как диэлектрическая проницаемость, а значит и емкость, связаны с температурой.

Обратимся к Кельвинову методу зеркального отражения. Опытные данные дают лишь формулы для приблизительного вычисления значений емкостей кабелей, и выводятся эти формулы на базе метода зеркального отражения. В основе метода положение о том, что цилиндрическая оболочка из металла, окружающая бесконечно длинный тонкий проводник L, заряженный до величины Q, влияет на этот проводник так же, как провод L1, заряженный противоположно, но с условием, что:

Прямые измерения емкостей дают различные результаты при разных методах измерения. По этой причине емкость кабеля можно условно разделить на:

Cст — емкость статическую, которая получается посредством измерения непрерывным током с последующим сравнением;

Сэфф — эффективную емкость, которую вычисляют на основе данных вольтметра и амперметра при тестировании переменным током по формуле: Сeff = Ieff/ (ωUeff)

С — действительную емкость, которая получается из анализа осциллограммы по отношению максимального заряда к максимальному напряжению во время теста.

В действительности выяснилось, что величина С действительной емкости кабеля практически постоянна за исключением случаев пробоя изоляции, следовательно на диэлектрической проницаемости изоляции кабеля изменение напряжения не сказывается.

Однако влияние температуры на диэлектрическую проницаемость имеет место, и с ростом температуры она снижается до 5%, и соответственно снижается действительная емкость С кабеля. При этом отсутствует зависимость действительной емкости от частоты и формы тока.

Читайте так же:
Установка выключателя вико с подсветкой

электрическая емкость кабеля

Статическая емкость Сст кабеля при температурах ниже 40 °C согласуется со значением его действительной емкости С, и связано это с разжижением пропитки, при более высоких температурах статическая емкость Сст увеличивается. Характер роста отражен на графике, на нем кривая 3 показывает изменение статической емкости кабеля с изменением температуры.

Эффективная емкость Сэфф сильно зависима от формы тока. Чистый синусоидальный ток приводит к согласованию эффективной и действительной емкостей. Острая форма тока приводит к росту эффективной емкости в полтора раза, тупая форма тока — эффективную емкость уменьшает.

Практическое значение имеет эффективная емкость Сэфф, поскольку именно она определяет важные характеристики электрической сети. При ионизации в кабеле эффективная емкость увеличивается.

На приведенном графике:

1 — зависимость сопротивления кабельной изоляции от температуры;

2 — логарифм сопротивления кабельной изоляции от температуры;

3 — зависимость величины статической емкости Сст кабеля от температуры.

Во время производственного контроля качества изоляции кабеля, емкость практически не имеет решающего значения, разве что в процессе режима вакуумной пропитки в сушильном котле. Для низковольтных сетей емкость также не особо важна, но она влияет на коэффициент мощности при нагрузках индуктивного характера.

А при работе в высоковольтных сетях, емкость кабеля крайне важна, и может вызвать проблемы в процессе функционирования установки в целом. Например, можно сравнить установки с рабочим напряжением в 20000 вольт и 50000 вольт.

силовой электрический кабель

Допустим, необходимо передать 10 МВА при косинусе фим равном 0,9 на расстояние 15,5 км и 35,6 км. Для первого случая сечение жил с учетом допустимого нагрева выбираем 185 кв.мм, для второго — 70 кв.мм. Первая промышленная установка на 132 кВ в США с маслонаполненным кабелем имела следующие параметры: зарядный ток в 11,3 А/км дал зарядную мощность в 1490 кВа/км, что 25-кратно превысило аналогичные параметры воздушных ЛЭП аналогичного напряжения.

По емкости подземная установка в Чикаго первой очереди оказалась сродни параллельно включенному электрическому конденсатору на 14 МВА, а в городе Нью-Йорке мощность емкостного тока достигла 28 МВА, и это при передаваемой мощности в 98 МВА. Рабочая емкость кабеля оказалась приблизительно равной 0,27 Фарад на километр.

Потери холостого хода, когда нагрузка слаба, вызываются именно емкостном током, порождающим джоулево тепло, а полная нагрузка способствует более эффективной работе электростанций. В разгруженной сети такой реактивный ток понижает напряжение генераторов, по этой причине к их конструкциям предъявляют особые требования. С целью снижения емкостного тока повышают частоту тока высокого напряжения, например во время испытаний кабелей, но это реализовать трудно, и иногда прибегают к нагружению кабелей индуктивными реакторами.

Так, кабель всегда имеет емкость и активное сопротивление по отношению к земле, которые обуславливают емкостной ток. Сопротивление изоляции кабеля R при питающем напряжении 380 В должно быть не менее 0,4 МОм. Емкость кабеля С зависит от длины кабеля, способа его прокладки и т. д.

Для трехфазного кабеля с виниловой изоляцией, напряжением до 600 В и частотой сети 50 Гц зависимость емкостного тока от площади сечения токоведущих жил и его длины показана на рисунке. Для расчета емкостного тока необходимо использовать данные из технических условий изготовителя кабеля.

Если величина емкостного тока составляет 1 мА или меньше, это не влияет на работу электроприводов.

Важную роль играет емкость кабелей в заземляемых сетях. Токи заземления почти прямо пропорциональны емкостным токам и соответственно самой емкости кабеля. Поэтому в крупных мегаполисах токи заземления обширных городских сетей достигают огромных величин.

Надеемся, что этот краткий материал помог вам получить общее представление о емкости кабеля, о том, как она влияет на работу электрических сетей и установок, и почему необходимо уделять этому параметру кабеля должное внимание.

Читайте так же:
Предельно допустимый ток для кабелей по пуэ

Категории товаров

  • Буры и сверла
  • Инструменты
    • Инструмент WITTE
      • Отвертки
      • Рулетки
      • Уровни
      • Отвертки
      • Ключи,клещи
      • ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ СНЯТИЯ ИЗОЛЯЦИИ
      • ПАССАТИЖИ, БОКОРЕЗЫ
      • Шпилька
      • Дюбель
        • Дюбель металлический для газобетона
        • Дюбель складной пружинный,крючок
        • Дюбель пластиковый
        • Черные /частый шаг/
        • Черные /редкий шаг/
        • Рамные
        • Забивной
        • Анкерный болт
        • Уголки
          • Анкерные
          • Усиленные
          • Скользящие
          • Ровносторонние
          • Уголки под 135 градусов
          • Обычные
          • Ассиметричные
          • Z-образные
          • tekfor
          • ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ ДЛЯ БАНИ И САУНЫ
          • ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ
          • КРЫШНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ
          • ПОТОЛОЧНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ
          • ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ (РАДИАЛЬНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ)
          • ПЛАСТИКОВЫЕ ВОЗДУХОВОДЫ
          • АВТОМАТИКА ДЛЯ ВЕНТИЛЯЦИИ
          • ГИБКИЕ ВОЗДУХОВОДЫ ИЗ ПВХ
          • ВЫТЯЖНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ
          • ОКОННЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ
          • ОСЕВЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ
          • КАНАЛЬНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ
            • ПРОМЫШЛЕННЫЕ И КОММЕРЧЕСКИЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ
            • ВЕНТИЛЯТОРЫ ДЛЯ КРУГЛЫХ КАНАЛОВ
            • УВЛАЖНИТЕЛИ ВОЗДУХА, МОЙКИ ВОЗДУХА
            • СУШКИ ДЛЯ РУК
            • ОТОПИТЕЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ
            • ИНФРАКРАСНЫЕ ОБОГРЕВАТЕЛИ
            • АВТОМАТИКА ДЛЯ ТЕПЛОВЫХ ЗАВЕС
            • ГАЗОВЫЕ ОБОГРЕВАТЕЛИ
            • ТЕПЛОВЫЕ ЗАВЕСЫ
            • АРОМАТИЗАТОРЫ, ИОНИЗАТОРЫ
            • ВОЗДУХООЧИСТИТЕЛИ
            • ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ОБОГРЕВАТЕЛИ
              • ТЕПЛОВЕНТИЛЯТОРЫ
              • КОНВЕКТОРЫ
              • ПАТРОНЫ
              • ПОДРОЗЕТНИКИ
              • АВТОМАТИЧЕСКИЕ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
                • ASD
                • Дифференциальные автоматы ABB
                • ABB
                • EATON
                • EKF
                • LEGRAND
                • EKF
                • Кабель ШВВП
                • Кабель ПВС
                  • ПВС 3-жилы
                  • ПВС 2-жилы
                  • КГ 5-жил
                  • КГ 4-жилы
                  • КГ 3-жилы
                  • КГ 2-жилы
                  • КГ 1-жила
                  • ВВГ 4-жилы
                  • ВВГ 3-жилы
                  • ВВГ 2-жилы
                  • ПРЕДОХРАНИТЕЛИ
                  • МИНИ ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
                  • BYLECTRICA
                    • РОЗЕТКИ ШТЕПСЕЛЬНЫЕ
                    • БЛОКИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОЧНЫЕ
                    • РАМКИ
                    • ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
                      • ВСТРАИВАЕМЫЕ
                      • НАКЛАДНЫЕ
                      • ВСТРАИВАЕМЫЕ
                      • НАКЛАДНЫЕ
                      • Выключатели
                      • Рамки
                      • Розетки
                      • РОЗЕТКИ
                      • РАМКИ
                      • ВЫКЛЮЧАТЕЛИ
                      • ПОДЗЕМНЫЕ СВЕТИЛЬНИКИ
                      • ФИТОСВЕТ
                      • ПРОЖЕКТОРЫ
                        • СВЕТОДИОДНЫЕ
                        • ПАНЕЛИ ASD
                        • KRAULER LED
                        • LED ASD
                        • LED ЭРА
                        • МЕТАЛЛОГАЛОГЕННЫЕ ЛАМПЫ
                        • LED ЛАМПЫ
                          • LED ЭРА
                          • LED ASD
                          • УДЛИНИТЕЛИ, СЕТЕВЫЕ ФИЛЬТРЫ
                          • ПЛИТКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
                          • Реле напряжения
                            • RBUZ
                            • Осциллограф
                            • TESTBOY
                            • ОДНОФАЗНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ ИНВЕРТОРНОГО ТИПА
                            • ТРЕХФАЗНЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО ТИПА
                            • БЫТОВЫЕ ОДНОФАЗНЫЕ ЦИФРОВЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ
                            • ОДНОФАЗНЫЕ ЦИФРОВЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ ПОНИЖЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ
                            • ОДНОФАЗНЫЕ ЦИФРОВЫЕ НАСТЕННЫЕ СТАБИЛИЗАТОРЫ
                            • СТАБИЛИЗАТОРЫ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ
                            • СТАБИЛИЗАТОРЫ РЕЛЕЙНЫЕ С ЦИФРОВЫМ ДИСПЛЕЕМ
                            • НАКОПИТЕЛЬНЫЕ
                            • ПРОТОЧНЫЕ
                            • НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ МАТЫ
                            • ОБОГРЕВ КРОВЛИ
                            • ТЕРМОРЕГУЛЯТОРЫ
                            • НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ КАБЕЛЬ
                            • ПЛЕНОЧНЫЙ ПОЛ

                            Новости

                            Акция в 2018 на кондиционеры

                            Акция в 2018 на кондиционеры

                            Written on 10.05.2018

                            Сегодня LEBERG – один из лидеров в производстве кондиционеров и теплового оборудования в Европе по соотношению цена-качество.

                            Принимаем к оплате

                            Оплата покупки производится в российских рублях,
                            как в наличной, так и в безналичной форме,
                            в зависимости от выбранного при оформлении
                            заказа способа оплаты.

                            Проверка сечения кабеля по термической стойкости

                            Научиться проверять выбранный кабель линии электропередач по термической стойкости.

                            Краткие теоретические сведения

                            Кабели и шины выбирают по номинальным параметрам (току и напряжению) и проверяют на термическую стойкость при коротком замыкании. Поскольку процесс короткого замыкания кратковременный, то можно считать, что все тепло, выделяемое в проводнике кабеля, идет на его нагрев.

                            При протекании тока короткого замыкания по кабелям, их токопроводящие жилы нагреваются, что в ряде случаев приводит к разрыву оболочек кабелей, разрушению концевых заделок, пожару в кабельных сооружениях и большим материальным потерям. Повышение температуры жил кабелей при коротком замыкании ведет к химическому разложению изоляции и резкому снижению ее электрической и механической прочности и, в итоге, — к аварии.

                            Максимально допустимые кратковременные превышения температуры при коротких замыканиях для силовых кабелей до 10 кВ принимаются с медными и алюминиевыми жилами: с бумажной пропитанной изоляцией 200 0 С, с поливинилхлоридной и резиновой изоляцией 150 0 С.

                            Задание

                            Проверить выбранный кабель линии электропередач по термической стойкости.

                            Проанализировать проделанную работу.

                            Необходимые данные для расчёта берутся из предыдущих практических работ №1, №2 и №3. Проверку на термическую стойкость осуществлять для кабельной линии в земле при коротком замыкании на шинах тяговой подстанции ТП1 в точке К1.

                            Порядок выполнения расчёта

                            Выбранное сечение проверяют на термическую стойкость от воздействия токов короткого замыкания (только кабельные линий проложенных в земле) по условию

                            где smin — минимальная площадь сечения по термической стойкости, мм 2 ;

                            sкл — площадь сечения выбранного кабеля, мм 2 .

                            Минимально площадь сечение по термической стойкости smin, мм 2 , определяется по формуле

                            где I — установившееся значение тока короткого замыкания, А;

                            tпр — приведённое время короткого замыкания от возникновения до отключения (суммарное время срабатывания защиты), принимаем 0,2 с;

                            С — термический коэффициент, соответствующий разности значений теплоты, выделенной в проводнике после и до короткого замыкания, для кабелей с медными жилами 141 Ас 2 /мм 2 , для кабелей с алюминиевыми жилами 85 Ас 2 /мм 2 .

                            Установившееся значение тока короткого замыкания, принимаем равное трёхфазному току короткого замыкания в Iкз (3) , А, и определяется по формуле

                            где Z — полное сопротивление линии, Ом.

                            Полное сопротивление линии определяется по формуле Z, Ом

                            Пример выполнения расчёта

                            Необходимые данные для расчёта берутся из предыдущих практических работ №1, №2 и №3.

                            Проверку на термическую стойкость осуществлять для кабельной линии в земле при коротком замыкании на шинах тяговой подстанции ТП1 в точке К1.

                            Для кабельной линии в земле выбран кабель АСБ 3х50, Iдоп = 140 А, R = 0,64 Ом/км, Х = 0,09 Ом/км.

                            Полное сопротивление линии

                            Трёхфазный ток короткого замыкания

                            Минимальная площадь сечения по термической стойкости

                            Выбранный кабель термически устойчив.

                            По результатам расчёта практической работы выбранный для кабельной линии в земле кабель АСБ 3х50, Iдоп = 140 А термически устойчив.

                            Контрольные вопросы

                            1.Что происходит с кабелем при коротких замыканиях?

                            2.Максимально допустимые кратковременные превышения температуры при коротких замыканиях для силовых кабелей 10 кВ.

                            3.Как осуществляется проверка кабеля на термическую стойкость?

                            Расчёт сечения кабеля по мощности и току: как правильно рассчитать проводку

                            Вы планируете заняться модернизацией электросети или дополнительно протянуть силовую линию на кухню для подключения новой электроплиты? Здесь пригодятся минимальные знания о сечении проводника и влиянии этого параметра на мощность и силу тока.

                            Согласитесь, что неправильный расчёт сечения кабеля приводит к перегреву и короткому замыканию или к неоправданным расходам.

                            Очень важно провести вычисления на стадии проектирования, так как выход из строя скрытой проводки и последующая замена сопряжена со значительными издержками. Мы поможем вам разобраться с тонкостями проведения расчетов, чтобы избежать проблем при дальнейшей эксплуатации электросетей.

                            Чтобы не нагружать вас сложными расчетами, мы подобрали понятные формулы и варианты вычислений, привели информацию в доступном виде, снабдив формулы пояснениями. Также в статью добавили тематические фото и видеоматериалы, позволяющие наглядно понять суть рассматриваемого вопроса.

                            Расчет сечения по мощности потребителей

                            Основное назначение проводников – доставка электрической энергии к потребителям в необходимом количестве. Поскольку в обычных условиях эксплуатации сверхпроводники не доступны, приходится принимать в расчет сопротивление материала проводника.

                            Расчет необходимого сечения проводников и кабелей в зависимости от общей мощности потребителей основан на продолжительном опыте эксплуатации.

                            Общий ход вычислений начнем с того, что сначала проводим расчеты, используя формулу:

                            P = (P1+P2+..PN)*K*J,

                            • P – мощность всех потребителей, подключенных к рассчитываемой ветке в Ваттах.
                            • P1, P2, PN – мощность первого потребителя, второго, n-го соответственно, в Ваттах.

                            Получив результат по окончанию вычислений по вышеприведенной формуле, настал черед обратиться к табличным данным.

                            Теперь предстоит выбор необходимого сечения по таблице 1.

                            Таблица мощности

                            Этап #1 — расчет реактивной и активной мощности

                            Мощности потребителей указаны в документах на оборудование. Обычно в паспортах оборудования указана активная мощность вместе с реактивной мощностью.

                            Устройства с активным видом нагрузки превращают всю полученную электрическую энергию, с учетом КПД, в полезную работу: механическую, тепловую или в другой ее вид.

                            К устройствам с активной нагрузкой относятся лампы накаливания, обогреватели, электроплиты.

                            Для таких устройств расчет мощности по току и напряжению имеет вид:

                            P = U * I,

                            • P – мощность в Вт;
                            • U – напряжение в В;
                            • I – сила тока в А.

                            Устройства с реактивным видом нагрузки способны накапливать энергию поступающую от источника, а затем возвращать. Происходит такой обмен за счет смещения синусоиды силы тока и синусоиды напряжения.

                            График нулевого смещения фаз

                            К устройствам с реактивной мощностью относятся электродвигатели, электронные приборы всех масштабов и назначений, трансформаторы.

                            График смещения фаз тока и напряжения

                            Электрические сети построены таким образом, что могут производить передачу электрической энергии в одну сторону от источника к нагрузке.

                            Поэтому возвращенная энергия потребителя с реактивной нагрузкой является паразитной и тратится на нагрев проводников и других компонентов.

                            Реактивная мощность имеет зависимость от угла смещения фаз между синусоидами напряжения и тока. Угол смещения фаз выражают через cosφ.

                            Для нахождения полной мощности применяют формулу:

                            P = Q / cosφ,

                            Где Q – реактивная мощность в ВАрах.

                            Обычно в паспортных данных на устройство указана реактивная мощность и cosφ.

                            Пример: в паспорте на перфоратор указана реактивная мощность 1200 ВАр и cosφ = 0,7. Следовательно, общая потребляемая мощность будет равна:

                            P = 1200/0,7 = 1714 Вт

                            Если cosφ найти не удалось, для подавляющего большинства электроприборов бытового назначения cosφ можно принять равным 0,7.

                            Этап #2 — поиск коэффициентов одновременности и запаса

                            K – безразмерный коэффициент одновременности, показывает сколько потребителей одновременно может быть включено в сеть. Редко случается, чтобы все устройства одновременно потребляли электроэнергию.

                            Маловероятна одновременная работа телевизора и музыкального центра. Из устоявшейся практики K можно принять равным 0,8. Если Вы планируете использовать все потребители одновременно, K следует принять равным 1.

                            J – безразмерный коэффициент запаса. Характеризует создание запаса по мощности для будущих потребителей.

                            Прогресс не стоит на месте, с каждым годом изобретаются все новые удивительные и полезные электрические приборы. Ожидается, что к 2050 году рост потребления электроэнергии составит 84%. Обычно J принимается равным от 1,5 до 2,0.

                            Этап #3 — выполнение расчета геометрическим методом

                            Во всех электротехнических расчетах принимается площадь поперечного сечения проводника – сечение жилы. Измеряется в мм 2 .

                            Часто бывает необходимо узнать, как грамотно рассчитать сечение провода по диаметру проволоки проводника.

                            В этом случае есть простая геометрическая формула для монолитного провода круглого сечения:

                            S = π*R 2 = π*D 2 /4, или наоборот

                            D = √(4*S / π)

                            Для проводников прямоугольного сечения:

                            S = h * m,

                            • S – площадь жилы в мм 2 ;
                            • R – радиус жилы в мм;
                            • D – диаметр жилы в мм;
                            • h, m – ширина и высота соответственно в мм;
                            • π – число пи, равное 3,14.

                            Если Вы приобретаете многожильный провод, у которого один проводник состоит из множества свитых проволочек круглого сечения, то расчет ведут по формуле:

                            S = N*D 2 /1,27,

                            Где N – число проволочек в жиле.

                            Провода, имеющие свитые из нескольких проволочек жилы , в общем случае имеют лучшую проводимость, чем монолитные. Это обусловлено особенностями протекания тока по проводнику круглого сечения.

                            Электрический ток представляет собой движение одноименных зарядов по проводнику. Одноименные заряды отталкиваются, поэтому плотность распределения зарядов смещена к поверхности проводника.

                            Другим достоинством многожильных проводов является их гибкость и механическая стойкость. Монолитные провода дешевле и применяют их в основном для стационарного монтажа.

                            Этап #4 —рассчитываем сечение по мощности на практике

                            Задача: общая мощность потребителей на кухне составляет 5000 Вт (имеется ввиду, что мощность всех реактивных потребителей пересчитана). Все потребители подключаются к однофазной сети 220 В и имеют запитку от одной ветки.

                            Таблица потребителей

                            Решение:

                            Коэффициент одновременности K примем равным 0,8. Кухня место постоянных инноваций, мало ли что, коэффициент запаса J=2,0. Общая расчетная мощность составит:

                            P = 5000*0,8*2 = 8000 Вт = 8 кВт

                            Используя значение расчетной мощности, ищем ближайшее значение в таблице 1.

                            Ближайшим подходящим значением сечения жилы для однофазной сети является медный проводник с сечением 4 мм 2 . Аналогичный размер провода с алюминиевой жилой 6 мм 2 .

                            Для одножильной проводки минимальный диаметр составит 2,3 мм и 2,8 мм соответственно. В случае применения многожильного варианта сечение отдельных жил суммируется.

                            голоса
                            Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector