Kalkulačka ztráty napětí v kabelu – blog společnosti VOLT

Při navrhování elektrických sítí a systémů s nízkými proudy jsou často vyžadovány výpočty ztrát napětí v kabelech a vodičích. Tyto výpočty jsou potřebné pro výběr kabelu s lepším průřezem žil. Pokud zvolíte špatný vodič, napájecí systém velmi rychle selže nebo se vůbec nespustí. Aby se předešlo případným chybám, doporučuje se použít online kalkulátor ztráty napětí. Data získaná pomocí kalkulátoru zajistí stabilní a bezpečný provoz linek a sítí.

Předpoklady energetických ztrát při přenosu elektřiny

V důsledku zbytečného rozptylu dochází ke značným ztrátám elektřiny. Kvůli nadměrnému teplu se kabel může velmi zahřát, zejména při velkém zatížení a nesprávných výpočtech ztrát elektřiny. Nadměrné teplo způsobuje poškození izolace, což představuje skutečnou hrozbu pro zdraví a životy lidí.

Ke ztrátám elektřiny často dochází v důsledku velmi dlouhé délky kabelového vedení s vysokým zatěžovacím výkonem. Při dlouhodobém provozu výrazně rostou náklady na elektřinu. Nesprávné výpočty mohou způsobit poruchy zařízení, například bezpečnostní alarmy. Ztráty napětí v kabelu mají zásadní význam, když má zdroj napájení zařízení nízké napětí konstantního nebo střídavého proudu, jmenovité od 12 do 48V.

Online výpočet světelného toku LED

Jak vypočítat ztrátu napětí

Online kalkulačka ztráty napětí vám pomůže vyhnout se potenciálním problémům. Výchozí datová tabulka obsahuje údaje o délce kabelu, jeho průřezu a materiálu, ze kterého je vyroben. Pro výpočty budou vyžadovány informace o výkonu zátěže, napětí a proudu. Kromě toho se bere v úvahu účiník a teplotní charakteristiky kabelu. Po stisknutí tlačítka se zobrazí údaje o ztrátě energie v procentech, charakteristikách odporu vodičů, jalovém výkonu a napětí zátěže.

Základní výpočetní vzorec je: ΔU=IхRL, ve kterém ΔU znamená ztrátu napětí na vypočteném pásku, I je spotřebovaný proud, určený ve větší míře parametry spotřebitele. RL odráží odpor kabelu v závislosti na jeho délce a ploše průřezu. Právě posledně jmenovaná hodnota hraje rozhodující roli při ztrátě výkonu ve vodičích a kabelech.

Schopnosti zmírňování ztrát

Hlavní metodou snížení ztrát v kabelu je zvětšení jeho průřezu. Kromě toho můžete snížit délku vodiče a snížit zatížení. Poslední dvě metody však nelze vždy použít kvůli technickým okolnostem. Téměř ve všech případech je tedy jedinou možností snížení odporu kabelu zvětšením průřezu.

Významnou nevýhodou obrovského průřezu je znatelné zvýšení nákladů na materiál. Rozdíl je hmatatelný, když se kabelové systémy táhnou na obrovské vzdálenosti. Proto je ve fázi návrhu nutné okamžitě vybrat kabel s požadovaným průřezem, proto je užitečné vypočítat ztrátový výkon pomocí kalkulačky. Tento program má velký význam při sestavování projektů elektroinstalačních prací, protože ruční výpočty zaberou spoustu času a v režimu online kalkulačky zabere výpočet téměř několik sekund.

Online výpočet ztráty napětí v kabelu

V procesu navrhování elektrického vedení je nutné provést jasné výpočty ztráty napětí v kabelu. To pomáhá zabránit tomu, aby se povrch drátů během používání příliš zahříval. Díky těmto opatřením je možné předejít vzniku zkratů a předčasnému rozpadu domácích zařízení.

Kromě toho vzorec umožňuje správně vybrat průměr průřezu drátu, který je vhodný pro různé typy elektroinstalačních prací. Špatná volba může vést k poruše celého systému. Online kalkulace pomáhá usnadnit zamýšlený cíl.

Jak vypočítat ztrátu napětí?

Online kalkulačka vám umožňuje správně vypočítat potřebné charakteristiky, což v budoucnu sníží výskyt různých typů problémů. Chcete-li nezávisle vypočítat ztrátu elektrického napětí, použijte následující vzorec:

Přečtěte si také: Návod k obsluze pro proražení kabelu ID 952

• P je činný výkon. Je definován ve W;
• Q – jalový výkon. Jednotka měření var;
• ro – působí jako aktivní odpor (Ohm);
• xo – reaktance (m);
• U nom je jmenovité napětí (V). Je to uvedeno v technickém listu zařízení.

Podle pravidel pro navrhování elektrických instalací (PUE) se za přijatelnou normu pro pravděpodobné odchylky napětí považuje:

• v silových obvodech nesmí být vyšší než +/- 6 %;
• v obytném prostoru a mimo něj až +/- 5 %;
• u výrobních podniků od +/- 5 % do -2 %.

Ztráta elektrického napětí z instalace transformátoru do obytného prostoru by neměla překročit +/- 10 %.

Během procesu návrhu se doporučuje provádět rovnoměrné zatížení třífázových pásů. Přípustná norma je 0,5 kV. Při montážních pracích musí být elektromotory připojeny k lineárním vodičům. Osvětlovací čára bude mezi fází a neutrálem. V důsledku toho je zatížení správně rozděleno mezi vodiče.

Při výpočtu ztráty napětí v kabelu se jako základ berou hodnoty proudu nebo výkonu. Na prodlouženém elektrickém pásku se bere v úvahu indukční reaktance.

Online výpočet ztráty napětí v kabelu

Ztráty napětí v kabelu jsou velkým problémem v případě dlouhé cesty od zdroje energie ke spotřebiči, stejně jako jeho nejvyšší spotřeba energie. Nesprávně zvolené materiály pro elektrický pásek (elektroinstalace), například dráty s velmi tenkými jádry, se začnou zahřívat kvůli nízké vodivosti pro elektrický proud. Kalkulačka, kterou poskytujeme, vám umožňuje vypočítat ztráty napětí v kabelu online:

Pojďme také zjistit, odkud ztráty pocházejí a proč. Proudové vodiče jsou vyrobeny z mědi a hliníku, i když jsou dobrými vodiči, stále mají určitý měrný odpor, který je aktivní. Určité množství voltů poklesne na jakémkoli odporovém prvku podle Ohmova zákona:

V konstantním proudu je při výpočtu ztrát napětí v kabelu pouze činný odpor R. Přitom při práci se střídavým proudem např. v sítích 0.4 kV se k činné hodnotě připočítává i jalová část – ty doplňte celkový odpor Z (Xl a Xc ). Role jalového výkonu je ve výpočtech velmi důležitá, protože představuje 20 nebo více procent spotřeby energie.

Proč je takový výpočet potřebný? Všechno je bolestně jednoduché: čím více R je vedení, tím větší jsou ztráty a tím více se vodiče zahřívají. Pojďme zjistit, jak je vypočítat ručně, ale je jednodušší to udělat pomocí online kalkulačky. Vzorec pro určení odporu vodiče vypadá takto:

• p-odpor;
• L – délka;
• S je plocha průřezu.

Z toho vyplývá, že záleží na délce a ploše průřezu. Čím delší a tenčí vodič, tím větší R a k jeho zmenšení jsou potřeba vodiče s obrovským průřezem.

Pak se v jednoduchém případě ztráty rovnají poklesu napětí na proužcích:

A s přihlédnutím k plné síle pro variabilní proud:

Čtěte také: Svorkovnice Wago pro připojení vodičů

Ale první vzorec platí pouze pro jeden z vodičů vedoucích proud a elektřina, jak je zřejmé, nemůže být přenášena jedním vodičem. Přenáší se minimálně po dvou a v třífázové síti po čtyřech vodičích.

Přečtěte si k tématu: Jak zjistit výkon ve wattech

Chcete-li si sami zjednodušit výpočet a ušetřit drahocenný čas, použijte online kalkulačku pro výpočet ztrát napětí v kabelu. Chcete-li to provést, musíte zadat vlastnosti:

• délka;
• průřez vodičů vedoucích proud;
• množství spotřebovaného proudu nebo energie;
• počet fází;
• teplota vodiče;
• COS F.

V důsledku toho vám online kalkulačka několika kliknutími poskytne následující údaje:

• ztráta;
• odpor kabelu;
• jalový výkon;
• zátěžové napětí.

Jak snížit ztráty?

Jednou z metod snížení ztráty napětí ve vodiči je zvětšení jeho průřezu. Kromě toho se doporučuje snížit jeho délku a vzdálenost od cílového bodu. V některých případech nelze tyto metody z technických důvodů vždy použít. Ve většině případů umožňuje snížení odporu obnovit provoz pásu.

Hlavní nevýhodou velkého průřezu kabelu jsou značné náklady na materiál během provozu. Proto správný výpočet a výběr vhodného průměru umožňuje zbavit se tohoto problému. Online kalkulačka se používá pro projekty s vedením vysokého napětí. Zde program pomáhá správně vypočítat přesné charakteristiky elektrického obvodu.

Kdo zaplatí ztrátu elektřiny?

Ztráty elektřiny během přenosu (pokud jsou přenášeny na velké vzdálenosti) mohou být značné. To má dopad na finanční stránku problému. Jalová složka se zohledňuje při stanovení obecného tarifu za použití jmenovitého proudu pro obyvatelstvo.

pro jednofázový linky, je již zahrnuta v ceně s přihlédnutím k vlastnostem sítě. U právnických osob se tato složka počítá bez ohledu na aktivní zatížení a je uvedena samostatně na poskytnuté faktuře za zvláštní tarif (levnější než aktivní). To se děje kvůli přítomnosti velkého počtu indukčních zařízení (například elektromotorů) v podnicích.

Orgány energetického dozoru stanoví přípustný úbytek napětí, případně normu pro ztráty v elektrických sítích. Za ztráty při přenosu elektřiny hradí uživatel. Proto je na základě přesvědčení spotřebitele ekonomicky výhodné uvažovat o jejich snížení změnou vlastností elektrického obvodu.

Hlavní předpoklady pro vznik ztráty napětí

Zbytečným rozptylem energie dochází k obrovským ztrátám elektrického napětí. V důsledku toho se povrch kabelu velmi zahřívá, čímž dochází k deformaci izolační vrstvy. Tento jev je běžný na vedení vysokého napětí, kde dochází k enormnímu zatížení.

Ve většině případů jsou na dlouhých elektrických vedeních pozorovány značné ztráty. Kromě toho existují obrovské peněžní náklady na elektřinu během používání.

Výpočet hodnoty ztrát

pro poskytování je třeba vypočítat výkon zařízení. On držený v době návrhu. Současná úroveň rozvoje výpočetní techniky umožňuje vytvářet výpočty pomocí online kalkulačky, která umožňuje rychle vypočítat ztráty kabelů.

Pro výpočet stačí zadat požadované údaje. Uveďte charakteristiku proudu – konstantní nebo střídavý. Materiál napájecí lišty je hliník nebo měď. Uveďte, podle jakých vlastností se provádí výpočet výkonové ztráty – podle průřezu nebo průměru drátu, zatěžovacího proudu nebo odporu.

Navíc je indikováno síťové napětí a teplota kabelu (v závislosti na provozních podmínkách a způsobu instalace). Tyto hodnoty se vloží do kalkulační tabulky a pomocí elektronické kalkulačky se vytvoří výpočet.

Můžete provést výpočet na základě matematických vzorců. Pro správné pochopení a vyhodnocení procesů probíhajících při přenosu elektřiny se používá vektorová forma znázornění znaků.

A pro minimalizaci výpočtů je třífázová síť reprezentována jako tři jednofázové sítě. Síťový odpor je reprezentován jako sériové spojení aktivního a jalového odporu s odporem zátěže.

Čtěte také: Požadavky na podlahy v elektrických místnostech

Tím vším je vzorec pro výpočet ztráty výkonu v kabelu výrazně zjednodušen. Chcete-li získat požadované vlastnosti, použijte vzorec.

Tento vzorec udává ztrátu výkonu kabelu v závislosti na proudu a odporu rozloženém po délce kabelu.

Ale tento vzorec platí, pokud znáte aktuální sílu a odolnost. Odpor lze vypočítat pomocí vzorce. Pro měď se bude rovnat p=0,0175 Ohm*mm2/m a pro hliník p=0,028 Ohm*mm2/m.

Znáte-li hodnotu odporu, vypočítejte odpor, který bude určen vzorcem

R=р*I/S, kde р je měrný odpor, I je délka pásku, S je plocha průřezu drátu.

Abyste mohli vypočítat ztrátu napětí po délce kabelu, musíte získané hodnoty nahradit do vzorce a provést výpočty. Tyto výpočty lze vytvořit při instalaci elektrických sítí nebo bezpečnostních systémů a video dohledu.

Pokud se neprovedou výpočty ztráty výkonu, může to vést ke snížení napájecího napětí spotřebičů. V důsledku toho se kabel přehřeje, může se velmi zahřát a v důsledku toho dojde k poškození izolace.

Což může vést k úrazu elektrickým proudem nebo zkratu lidí. Snížení napětí v proužcích může vést k poruše elektronického zařízení.

Proto je při návrhu elektroinstalace důležité vypočítat úbytek napětí v přívodních vodičích a položeném kabelu.

Předpoklady pro pokles napětí

Přítomnost nízkých startovacích proudů téměř ve všech případech způsobuje nepřijatelné zvýšení proudů ve vinutí jednotek. To způsobuje přehřívání elektromotorů a poškození izolace.

Takové situace nastávají z následujících důvodů:

• Linka je obrovská. V tomto ohledu má i vyšší odolnost.
• Průřez kabelů, materiál žil, délka lišty a výkon zátěže spolu neodpovídají. Například průřez vodiče přímo souvisí s trvalými přípustnými zatěžovacími proudy a materiál, ze kterého je vyroben, přímo souvisí s měrným odporem hliníku a mědi.
• Závislost na výkonu zátěže. Při nízké zátěži účiníku bude úbytek napětí vyšší než u vyšší aktivní součástky.
• Různé typy linek. Například kabelové a stropní pásy se od sebe výrazně liší. Vzdálenosti mezi vodiči s proudem mají velký význam, proto má venkovní vedení na rozdíl od kabelových sítí vyšší indukčnost a nízkou kapacitu. Proto se odpor zvyšuje, což způsobuje zvýšení poklesu napětí.

Způsoby, jak snížit ztráty energie v kabelu

Ztráty lze snížit několika způsoby:

• povýšení plocha průřezu kabelu;
• zkrácení délky materiálu;
• spouštění nákladu.

S posledními 2 body je to často obtížnější, a proto je nutné to udělat kvůli zvětšení plochy průřezu jádra elektrického kabelu. To pomůže snížit odpor. Tato možnost má několik režijních problémů. Za prvé, náklady na použití takového materiálu pro vícekilometrové systémy jsou velmi hmatatelné, a proto musíte zvolit kabel správného průřezu, abyste snížili práh ztráty energie v kabelu.

Online výpočet ztrát napětí vám to umožní během několika sekund, s přihlédnutím ke všem dalším funkcím. Pro ty, kteří si chtějí výsledek zkontrolovat ručně, existuje fyzikální a matematický vzorec pro výpočet ztráty napětí v kabelu. Určitě jsou to krásní pomocníci pro každého projektanta elektrické sítě.

Video: Výpočet poklesu napětí vodičů SIP

Související příspěvky:

1. Ztráta elektřiny v elektrických sítích
2. Výpočet ztrát napětí v pásech
3. Jak vypočítat výkon drátu
4. Výkonový a napěťový průřez

Elektrické vedení přenáší proud z distribučního zařízení ke koncovému uživateli vodiči různé délky. Napětí na vstupu a výstupu nebude stejné kvůli ztrátám způsobeným velkou délkou vodiče.

Úbytek napětí podél kabelu dochází v důsledku průchodu vysokého proudu, což způsobuje zvýšení odporu vodiče.

Na vedeních značné délky budou ztráty vyšší než při průchodu proudu krátkými vodiči stejného průřezu. Aby bylo zajištěno, že koncovému objektu bude dodáno požadované napětí, je nutné vypočítat instalaci vedení s ohledem na ztráty v kabelu vedoucím proud, a to na základě délky vodiče.

Výsledek podpětí

Podle regulačních dokumentů by ztráty na vedení od transformátoru k nejvzdálenějšímu energeticky zatíženému úseku pro obytné a veřejné objekty neměly překročit devět procent.

Ztráty 5 % jsou povoleny před hlavním vstupem a 4 % od vstupu ke koncovému uživateli. U třífázových sítí se třemi nebo čtyřmi vodiči by jmenovitá hodnota měla být za normálních provozních podmínek 400 V ± 10 %.

Odchylka parametru od normalizované hodnoty může mít následující důsledky:

1. Nesprávný provoz energeticky závislých instalací, zařízení, osvětlovacích zařízení.
2. Selhání elektrických spotřebičů v důsledku sníženého vstupního napětí, poruchy zařízení.
3. Snížení zrychlení momentu elektromotorů během rozběhového proudu, ztráta měřené energie, vypnutí motorů při přehřátí.
4. Nerovnoměrné rozložení proudového zatížení mezi spotřebiče na začátku vedení a na vzdáleném konci prodlouženého drátu.
5. Osvětlovací zařízení pracují na poloviční výkon, což má za následek nedostatečné využití napájení v síti a ztráty elektřiny.

V pracovním režimu je nejpřijatelnějším indikátorem ztráty napětí v kabelu Uvažuje se 5 %. Toto je optimální vypočítaná hodnota, kterou lze akceptovat jako přijatelnou pro energetické sítě, protože v energetickém průmyslu jsou proudy o obrovském výkonu přenášeny na velké vzdálenosti.

Na vlastnosti vedení pro přenos energie jsou kladeny zvýšené požadavky. Je důležité věnovat zvláštní pozornost ztrátám napětí nejen na hlavních sítích, ale i na sekundárních vedeních.

Příčiny poklesu napětí

Každý elektrikář ví, že kabel se skládá z vodičů – v praxi se používají dráty s měděnými nebo hliníkovými jádry obalenými izolačním materiálem. Drát je umístěn v utěsněném polymerovém plášti – dielektrickém pouzdře.

Protože kovové vodiče jsou v kabelu umístěny příliš těsně, navíc stlačené vrstvami izolace, s dlouhou délkou elektrického vedení začínají kovová jádra pracovat na principu kondenzátoru a vytvářejí náboj s kapacitním odporem.

Pokles napětí nastává podle následujícího schématu:

1. Vodič, kterým protéká proud, se přehřívá a vytváří kapacitní odpor jako součást reaktance.
2. Pod vlivem transformací probíhajících na vinutích transformátorů, reaktorů a dalších prvků obvodu se výkon elektrické energie stává indukčním.
3. V důsledku toho se odporový odpor kovových jader přemění na aktivní odpor každé fáze elektrického obvodu.
4. Kabel je připojen k proudové zátěži s plným (komplexním) odporem pro každou žílu vedoucí proud.
5. Při použití kabelu v třífázovém obvodu budou tři proudové vodiče ve třech fázích symetrické a neutrální žíla bude nést proud blízký nule.
6. Komplexní odpor vodičů vede k ztráty napětí v kabelu když proud prochází s vektorovou odchylkou v důsledku reaktivní složky.

Graficky lze diagram úbytku napětí znázornit následovně: z jednoho bodu – vektoru proudu – vychází přímka vodorovná čára. Ze stejného bodu vychází vstupní vektor napětí U1 pod úhlem k proudu a výstupní vektor napětí U2 pod menším úhlem. Úbytek napětí na čáre se pak rovná geometrickému rozdílu vektorů U1 a U2.

Obrázek 1. Grafické znázornění úbytku napětí

Na obrázku pravoúhlý trojúhelník ABC znázorňuje úbytek napětí a ztráty na dlouhém kabelovém vedení. Úsečka AB je přeponou pravoúhlého trojúhelníku a zároveň úbytkem, odvěsny AC a BC znázorňují úbytek napětí s ohledem na činný a jalový odpor a úsečka AD znázorňuje velikost ztrát.

Je poměrně obtížné provádět takové výpočty ručně. Graf slouží k vizualizaci procesů probíhajících v elektrickém obvodu na dlouhou vzdálenost, když jím prochází proud dané zátěže.

Výpočet pomocí vzorce

V praxi se při instalaci hlavních přenosových vedení a distribuci kabelů ke koncovému spotřebiteli s následnou distribucí v zařízení používá měděný nebo hliníkový kabel.

Měrný odpor vodičů je konstantní a pro měď je p = 0,0175 Ohm*mm2/m, pro hliníkové dráty p = 0,028 Ohm*mm2/m.

Při znalosti odporu a proudu lze snadno vypočítat napětí pomocí vzorce U = RI a vzorce R = p*l/S, kde se používají následující hodnoty:

• Měrný odpor drátu je p.
• Délka vodivého kabelu je l.
• Plocha průřezu vodiče je S.
• Zatěžovací proud v ampérech – I.
• Odpor vodiče je R.
• Napětí v elektrickém obvodu je U.

Použití jednoduchých vzorců na jednoduchém příkladu: plánuje se instalace několika zásuvek v samostatné přístavbě soukromého domu. Pro instalaci je vybrán měděný vodič o průřezu 1,5 mm², ačkoli podstata výpočtů se u hliníkového kabelu nemění.

Protože proud prochází vodiči tam a zpět, je nutné vzít v úvahu, že vzdálenost kabelu bude muset být zdvojnásobena. Pokud předpokládáme, že zásuvky budou instalovány čtyřicet metrů od domu a maximální výkon zařízení je 4 kW s proudem 16 A, pak je snadné vypočítat ztrátu napětí pomocí vzorce:

U=(p*L*2)/(s*I)Kde

• p – měrný odpor materiálu jádra kabelu;
• L – délka kabelu;
• s – průřez jádra kabelu;
• I – síla proudu v ampérech.

Příklad výpočtu:

Pokud porovnáme získanou hodnotu s nominální hodnotou pro jednofázové vedení 220 V 50 Hz, ukáže se, že ztráty napětí byly: 220 – 14,93 = 205,07 V.

Takové ztráty 14,93 V představují téměř 6,8 % vstupního (nominálního) napětí v síti. Pro výkonovou skupinu zásuvek a osvětlovacích zařízení je tato hodnota nepřijatelná, ztráty budou znatelné: zásuvky budou propouštět proud s neúplným výkonem a osvětlovací zařízení budou pracovat s nižším jasem.

Výkon pro ohřev vodiče bude P = UI = 14,93*16 = 238,9 W. Toto je procento ztrát teoreticky bez započítání úbytku napětí v místech připojení vodičů, kontaktech skupiny zásuvek.

Provádění složitých výpočtů

Pro detailnější a spolehlivější výpočet ztrát napětí na vedení je nutné zohlednit jalový a aktivní odpor, které dohromady tvoří komplexní odpor, a výkon.

Provádět výpočty úbytky napětí v kabelu použijte vzorec:

∆U = (P*r0+Q*x0)*L/ U nom

Tento vzorec specifikuje následující množství:

• P, Q — činný, jalový výkon.
• r0, x0 — aktivní, jalový odpor.
• U nom – jmenovité napětí.

Pro zajištění optimálního zatížení třífázových přenosových vedení musí být zatěžována rovnoměrně. Za tímto účelem je vhodné připojit výkonové motory k vedení a napájení osvětlovacích zařízení mezi fáze a neutrální vodič.

Existují tři možnosti připojení zátěže:

• od elektrického rozvaděče ke konci vedení;
• z elektrického panelu s rovnoměrným rozložením po celé délce kabelu;
• z elektrického rozvaděče do dvou kombinovaných vedení s rovnoměrným rozložením zátěže.

Příklad výpočtu napěťových ztrát: celková spotřeba energie všech energeticky závislých instalací v domě nebo bytě je 3,5 kW – průměrná hodnota pro malý počet výkonných elektrických spotřebičů. Pokud jsou všechny zátěže aktivní (všechna zařízení jsou připojena k síti), cosφ = 1 (úhel mezi vektorem proudu a vektorem napětí). Pomocí vzorce I = P/(Ucosφ) dostaneme proud I = 3,5*1000/220 = 15,9 A.

Další výpočty: pokud použijeme měděný kabel s průřezem 1,5 mm², je měrný odpor 0,0175 Ohm*mm² a délka dvoužilového kabelu pro zapojení je 2 metrů.

Podle vzorce jsou ztráty napětí:

∆U = I*R/U*100 %, kde proud je 15,9 A, odpor je 2 (dva vodiče)*0,0175*30/1,5 = 0,7 Ohmu. Pak ∆U = 15,9*0,7/220*100 % = 5,06 %.

Získaná hodnota mírně překračuje pětiprocentní pokles doporučený regulačními dokumenty. V zásadě je možné schéma takového zapojení opustit, ale pokud jsou hlavní hodnoty vzorce ovlivněny nezapočítaným faktorem, ztráty překročí přípustnou hodnotu.

Co to znamená pro koncového spotřebitele? Platba za spotřebovanou elektřinu, dodanou do rozvaděče na plný výkon, se skutečnou spotřebou elektřiny na nižším napětí.

Používání hotových tabulek

Jak může domácí kutil nebo specialista zjednodušit výpočetní systém při určování ztrát napětí podél kabelu? Můžete použít speciální tabulky uvedené ve vysoce specializované literatuře pro inženýry přenosových vedení. Tabulky jsou vypočítány na základě dvou hlavních parametrů: délky kabelu 1000 m a hodnoty proudu 1 A.

Jako příklad je uvedena tabulka s hotovými výpočty pro jednofázové a třífázové elektrické a osvětlovací obvody vyrobené z mědi a hliníku s různými průřezy od 1,5 do 70 mm² při napájení elektromotoru.

Tabulka 1. Stanovení ztrát napětí podél délky kabelu

Plocha řezu, mm2		Jednofázové vedení			Třífázové vedení
Jídlo	osvětlení	Jídlo	osvětlení
režim	Start	režim	Start
Měď	Hliník	Kosinus fázového úhlu = 0,8	Kosinus fázového úhlu = 0,35	Kosinus fázového úhlu = 1	Kosinus fázového úhlu = 0,8	Kosinus fázového úhlu = 0,35	Kosinus fázového úhlu = 1
1,5	24,0	10,6	30,0	20,0	9,4	25,0
2,5	14,4	6,4	18,0	12,0	5,7	15,0
4,0	9,1	4,1	11,2	8,0	3,6	9,5
6,0	10,0	6,1	2,9	7,5	5,3	2,5	6,2
10,0	16,0	3,7	1,7	4,5	3,2	1,5	3,6
16,0	25,0	2,36	1,15	2,8	2,05	1,0	2,4
25,0	35,0	1,5	0,75	1,8	1,3	0,65	1,5
35,0	50,0	1,15	0,6	1,29	1,0	0,52	1,1
50,0	70,0	0,86	0,47	0,95	0,75	0,41	0,77

Tabulky se hodí k výpočtům při návrhu vedení pro přenos energie. Příklad výpočtů: motor pracuje s jmenovitým proudem 100 A, ale při spuštění potřebuje proud 500 A. Za normálních provozních podmínek je cos ȹ 0,8 a při spuštění je hodnota 0,35. Elektrický panel rozvádí proud 1000 A. Ztráty napětí se vypočítají podle vzorce ∆U% = 100∆U/U nominální.

Motor je navržen pro vysoký výkon, proto je racionální použít pro připojení vodič s průřezem 35 mm². Pro třífázový obvod v normálním provozním režimu motoru jsou ztráty napětí rovny 1 voltu na délce vodiče 1 km. Pokud je délka vodiče kratší (například 50 metrů), proud je 100 A, pak ztráty napětí dosáhnou:

∆U = 1 V*0,05 km*100 A = 5 V

Ztráty na rozvaděči při startování motoru jsou 10 V. Celkový úbytek je 5 + 10 = 15 V, což v procentech z nominální hodnoty je 100*15*/400 = 3,75 %. Výsledná hodnota nepřesahuje přípustnou hodnotu, takže instalace takového elektrického vedení je celkem realistická.

V okamžiku spuštění motoru by měla být síla proudu 500 A a v provozním režimu – 100 A je rozdíl roven 400 A, o což se zvyšuje proud v rozvaděči. 1000 + 400 = 1400 A. Tabulka 1 ukazuje, že při spuštění motoru jsou ztráty na délce kabelu 1 km rovny 0,52 V, pak

∆U při spuštění = 0,52*0,05*500 = 13 V

∆U stínění = 10*1400/100 = 14 V

∆U celkem = 13+14 = 27 V, v procentech ∆U = 27/400*100 = 6,75 % — přijatelná hodnota, nepřesahuje maximální hodnotu 8 %. S přihlédnutím ke všem parametrům je instalace elektrického vedení přijatelná.

Použití kalkulačky služeb

Výpočty, tabulky, grafy, diagramy – přesné nástroje pro výpočet úbytku napětí podél kabelu. Práci si můžete zjednodušit provedením výpočtů pomocí online kalkulačky. Výhody jsou zřejmé, ale stojí za to ověřit data na několika zdrojích a začít s průměrnou získanou hodnotou.

1. Online kalkulačka je navržena tak, aby rychle prováděla výpočty na základě počátečních dat.
2. Do kalkulačky je potřeba zadat následující hodnoty: proud (střídavý, stejnosměrný), vodič (měď, hliník), délku vedení, průřez kabelu.
3. Je nutné zadat parametry pro počet fází, výkon, síťové napětí, účiník a provozní teplotu sítě.
4. Po zadání počátečních dat program s maximální přesností určí úbytek napětí na kabelovém vedení.
5. Pokud jsou počáteční hodnoty zadány nesprávně, lze získat nespolehlivý výsledek.

Tento systém lze použít k provedení předběžných výpočtů, protože kalkulačky služeb na různých zdrojích ne vždy ukazují stejný výsledek: výsledek závisí na správné implementaci programu s přihlédnutím k mnoha faktorům.

Můžete však provést výpočty na třech kalkulačkách, vzít průměrnou hodnotu a od ní začít ve fázi předběžného návrhu.

Jak snížit ztráty

Je zřejmé, že čím delší je kabel na vedení, tím větší je odpor vodiče při průchodu proudu a tím vyšší je ztráta napětí.

Existuje několik způsobů, jak snížit procento ztrát, které lze použít samostatně i v kombinaci:

1. Použijte kabel s větším průřezem, proveďte výpočty pro jiný vodič. Zvětšení plochy průřezu žil vedoucích proud lze dosáhnout paralelním zapojením dvou vodičů. Celková plocha průřezu se zvětší, zatížení se rovnoměrně rozloží a ztráty napětí budou nižší.
2. Zkraťte pracovní délku vodiče. Tato metoda je účinná, ale nelze ji vždy použít. Délku kabelu lze zkrátit, pokud existuje rezervní délka vodiče. U high-tech podniků je docela realistické zvážit možnost opětovného položení kabelu, pokud jsou náklady na pracný proces mnohem nižší než náklady na instalaci nového vedení s velkým průřezem vodičů.
3. Snižte proud přenášený přes dlouhý kabel. K tomu můžete odpojit několik spotřebičů od vedení a připojit je přes bypassový obvod. Tato metoda je použitelná pro dobře rozvětvené sítě se záložními vedeními. Čím nižší je výkon přenášený přes kabel, tím méně se vodič zahřívá, čímž se snižují odpor a ztráty napětí.

Pozor! Při použití kabelu za vysokých teplot se vodič zahřívá, čímž se zvyšuje úbytek napětí. Ztráty lze snížit použitím dodatečné tepelné izolace nebo položením kabelu podél jiného vedení, kde je teplotní indikátor výrazně nižší.

Výpočet ztrát napětí je jedním z hlavních úkolů energetického průmyslu. Pokud pro koncového uživatele bude úbytek napětí na vedení a ztráty výkonu prakticky nepostřehnutelné, pak pro velké podniky a organizace zabývající se dodávkou elektřiny do zařízení jsou působivé. Pokud jsou všechny výpočty provedeny správně, je možné úbytek napětí snížit.