Come calcolare correttamente e accuratamente la sezione trasversale del cavo in base alla perdita di tensione? Molto spesso, quando si progettano reti di alimentazione, è richiesto un calcolo competente delle perdite dei cavi. Un risultato accurato è importante per scegliere un materiale con l'area della sezione trasversale richiesta del nucleo. Se il cavo viene scelto in modo errato, ciò comporterà molteplici costi materiali, perché il sistema fallirà rapidamente e cesserà di funzionare. Grazie ai siti di assistenza, dove esiste un programma già pronto per il calcolo della sezione trasversale del cavo e delle perdite su di esso, questo può essere fatto facilmente e rapidamente.

Come utilizzare un calcolatore online?

Nella tabella finita è necessario inserire i dati in base al materiale del cavo selezionato, alla potenza di carico del sistema, alla tensione di rete, alla temperatura del cavo e al metodo di posa. Quindi fare clic sul pulsante “Calcola” e ottenere il risultato finale.
Questo calcolo delle perdite di tensione in una linea può essere tranquillamente utilizzato nel lavoro, se non si tiene conto della resistenza della linea del cavo in determinate condizioni:

1. Quando si specifica il fattore di potenza, il coseno phi è uguale a uno.
2. Linee di rete CC.
3. Rete CA con frequenza di 50 Hz composta da conduttori con sezioni trasversali fino a 25,0–95,0.

I risultati ottenuti devono essere utilizzati in ogni singolo caso, tenendo conto di tutti gli errori dei prodotti in cavi e fili.

Assicurati di inserire tutti i valori!

Calcolo della perdita di potenza in un cavo utilizzando la formula della scuola

È possibile ottenere i dati necessari come segue, utilizzando la seguente combinazione di indicatori per i calcoli: ΔU=I·RL (perdita di tensione nella linea = consumo di corrente * resistenza del cavo).

Perché è necessario calcolare la perdita di tensione nel cavo?

Un'eccessiva dissipazione di energia in un cavo può causare notevoli perdite di potenza, un riscaldamento eccessivo del cavo e danni all'isolamento. Questo è pericoloso per la vita di persone e animali. Con una lunghezza significativa della linea, ciò influirà sul costo della luce, che influirà negativamente anche sulle condizioni finanziarie del proprietario dei locali.

Inoltre, perdite di tensione incontrollate nel cavo possono causare il guasto di molti apparecchi elettrici, nonché la loro completa distruzione. Molto spesso i residenti utilizzano sezioni di cavo più piccole del necessario (per risparmiare denaro), il che provoca presto un cortocircuito. E i costi futuri per la sostituzione o la riparazione dei cavi elettrici non coprono i portafogli degli utenti “parsimoniosi”. Ecco perché è così importante scegliere la sezione trasversale corretta dei cavi da posare. Qualsiasi installazione elettrica in un edificio residenziale dovrebbe essere avviata solo dopo un calcolo approfondito delle perdite del cavo. È importante ricordare che l'elettricità non offre una seconda possibilità e quindi tutto deve essere fatto correttamente ed efficientemente fin dall'inizio.

Modi per ridurre le perdite di potenza nei cavi

Le perdite possono essere ridotte in diversi modi:

• aumentare l'area della sezione trasversale del cavo;
• diminuendo la lunghezza del materiale;
• riduzione del carico.

Spesso gli ultimi due punti sono più difficili, e quindi bisogna farlo aumentando la sezione del nucleo del cavo elettrico. Ciò contribuirà a ridurre la resistenza. Questa opzione ha diversi aspetti costosi. In primo luogo, il costo dell'utilizzo di tale materiale per sistemi multi-chilometro è molto significativo e pertanto è necessario scegliere un cavo della sezione corretta per ridurre la soglia di perdita di potenza nel cavo.

Il calcolo online delle perdite di tensione consente di farlo in pochi secondi, tenendo conto di tutte le caratteristiche aggiuntive. Per coloro che desiderano ricontrollare manualmente il risultato, esiste una formula fisica e matematica per calcolare le perdite di tensione in un cavo. Naturalmente, questi sono ottimi assistenti per ogni progettista di reti elettriche.

Tabella per il calcolo della sezione dei cavi in ​​base alla potenza

Sezione del cavo, mm 2

Cablaggio aperto

Guarnizione nei canali

Alluminio

Alluminio

potenza, kWt

potenza, kWt

potenza, kWt

potenza, kWt

Video sulla scelta corretta della sezione del filo e sugli errori tipici

Il calcolo della perdita di tensione totale sui consumatori remoti al fine di verificare la loro deviazione di tensione e confrontarla con quella standard è uno dei fondamentali quando si progettano sistemi di alimentazione. Come dimostra la pratica, in diversi istituti di design e anche tra progettisti all'interno dello stesso istituto, questi calcoli vengono eseguiti in modo diverso. Questo articolo esamina gli errori tipici commessi dai progettisti utilizzando l'esempio del calcolo della perdita di tensione nella linea principale che fornisce le case estive sui terreni delle società di giardinaggio.

2. Dichiarazione del problema

Per la linea principale che alimenta le case estive delle associazioni di giardinaggio, è necessario calcolare la perdita di tensione totale verso l'utenza remota. La configurazione della linea è mostrata in Fig. 1.

Riso. 1. Configurazione della linea urbana.

La linea è collegata ad una cabina di trasformazione (TS) e contiene 4 diramazioni (nodi). A rigor di termini, il nodo n. 4 non è un nodo, poiché la linea in questo punto non si biforca; è stato introdotto per comodità di delimitare tratti della linea. Per ogni nodo è noto il numero di case ad esso collegate. I rami nei nodi n. 1-3 sono simili al ramo nel nodo n. 4, ma non sono disegnati in dettaglio per non ingombrare l'immagine.

Tutta la linea, ad eccezione dell'ingresso dell'abitazione n. 11, è realizzata con cavo SIP 2‑3x50+1x50; L'ingresso in casa si effettua con cavo SIP 4 - 2x16 Resistenza elettrica lineare dei cavi:

• SIP 2 - 3x50+1x50: R pog = 0,641·10 -3 Ohm/m; X pog = 0,0794·10 -3 Ohm/m;
• SIP 4 - 2x16: R pog = 1,91·10 -3 Ohm/m; X pog = 0,0754·10 -3 Ohm/m;

Il fattore di potenza del carico (cosϕ) è 0,98 (tgϕ = 0,2). Nella fig. 1 mostra le lunghezze dei tratti di linea.

Determinare la quantità di perdita di tensione totale sulla linea che porta alla casa n. 11.

3. Metodologia per il calcolo della perdita di tensione

Il calcolo della perdita di tensione (in percentuale) lungo una sezione di linea può essere eseguito utilizzando la formula:

• per linee trifase a carico simmetrico

dove P r (Q r) è la potenza attiva (induttiva) calcolata della linea, W (var);

L è la lunghezza della sezione della linea, m;

R pog (X pog) - resistenza lineare attiva (induttiva) del filo, Ohm/m;

U nom (U nom.ph.) - tensione di rete lineare (fase) nominale, V.

La potenza induttiva della linea è correlata alla potenza attiva come segue:

• per linee monofase con la stessa sezione dei conduttori di fase e neutro

\(\displaystyle (\Delta U=\frac(2 \cdot L \cdot P_р \cdot R_(pog))(U_(nom.f)^2)\cdot 100)\)

Resta da determinare la potenza stimata in ciascuna sezione della linea. Questo può essere fatto secondo le raccomandazioni di SP 31-110-2003, clausola 6.2, tabella 6.1, clausola 2. A seconda del numero di case alimentate dal tratto di linea in questione, è possibile utilizzare la tabella per determinare il carico specifico dell'abitazione e calcolare il carico elettrico sul tratto di linea. Il numero di case sui tratti intermedi è calcolato come il numero totale di case sul ramo (al nodo) alla fine del tratto e sul tratto successivo.

Ad esempio, il numero di case sulla sezione tra i nodi n. 1 e n. 2 è uguale alla somma del numero di case sul ramo n. 2 e sulla sezione tra i nodi n. 2 e n. 3, cioè N=8+(11+15)=34 case. Secondo la tabella 6.1 viene determinato il carico specifico per 34 case. La tabella 6.1 mostra i valori solo per 24 e 40 case, quindi per 34 case il valore del carico specifico è determinato mediante interpolazione lineare:

dove m è il numero di tratti consecutivi della linea.

Le formule di cui sopra non sollevano dubbi, poiché sono riportate nei libri di consultazione. Ma c'è un punto che non è esplicitamente indicato né nei libri di consultazione né nei documenti normativi e che provoca polemiche tra i progettisti, vale a dire "quale carico dovrebbe essere considerato calcolato su una sezione della linea principale nel calcolo della perdita di tensione?" Ancora una volta, “come determinare il carico calcolato su un tratto della linea principale, non nel caso di scelta della sezione del cavo/filo della linea in base alla corrente continua ammissibile, ma quando si calcola la perdita di tensione verso un consumatore?"

Ad esempio, nel libro di consultazione curato da Yu. G. Barybin, il carico sulle sezioni della linea è determinato dalla somma algebrica del carico ai nodi, che non tiene conto della discrepanza tra i grafici del carico massimo dei consumatori . Ibid., pagina 170:

Il calcolo della perdita di tensione deve essere effettuato tenendo conto delle seguenti circostanze: ... per il funzionamento a lungo termine, i valori iniziali sono la potenza calcolata P m o la corrente calcolata I m e il fattore di potenza corrispondente a il corrente.

Calcoli simili sono riportati nel libro di testo di Yu. D. Sibikin. Nel manuale di S. L. Kuzhekov, la perdita di tensione totale viene calcolata attraverso la somma delle coppie di carico (la coppia di carico è il prodotto della potenza del ricevitore elettrico e della distanza da esso al centro di potenza), che è essenzialmente la stessa come in altri libri di consultazione, poiché anche la discrepanza tra i carichi massimi non viene presa in considerazione.

Presento il ragionamento che alcuni esperti usano quando fanno i calcoli.

Quando si sceglie la sezione trasversale del nucleo del filo, si utilizza il concetto di carico di progetto come carico massimo su un intervallo di mezz'ora. Ciò infatti è consigliabile quando si considera una sezione separatamente dalle altre, poiché nella scelta della sezione del conduttore non ha importanza quale sia il carico sulla sezione adiacente. Un'altra cosa è calcolare la perdita di tensione. Poiché le perdite nelle diverse sezioni vengono sommate, il risultato sarà un determinato valore totale di perdita di tensione, calcolato dalla condizione di massima perdita di tensione in ciascuna sezione. In questo caso il valore calcolato della perdita totale risulta sovrastimato, poiché i carichi massimi non coincidono nel tempo. Se la perdita di tensione supera il valore standard, è necessario adottare misure per ridurla: aumentare la sezione dei fili, dividere il carico in più linee. Pertanto, i costi di capitale per la costruzione della linea aumentano.

Consideriamo il nodo n. 3 mostrato in Fig. 1. Dal nodo partono due rami: per 15 e 11 case. Di conseguenza, nel tratto compreso tra i nodi n. 2 e n. 3 (ramo di linea entrante nel nodo n. 3), scorre un carico di 26 case. Determiniamo il carico di progetto in ciascun ramo:

• N=26 case, P 26 =0,882 kW/casa, P r.26 =26·0,882=22,9 kW;
• N=15 case, P 15 =1,2 kW/casa, P r.15 =15·1,2=18 kW;
• N=11 case, P 11 =1,5 kW/casa, P r.11 =11·1,5=16,5 kW.

La somma dei carichi sulle linee in partenza è maggiore del carico calcolato sulla linea in arrivo (18+16,5=34,5 kW >22,9 kW). Ciò è normale in quanto i carichi massimi nelle linee in uscita non coincidono nel tempo. Ma se consideriamo il carico in un determinato momento, secondo la prima regola di Kirchhoff, la somma dei carichi sulle linee in uscita non dovrebbe superare i 22,9 kW. Di conseguenza, se i calcoli tengono conto della discrepanza tra i carichi massimi, è possibile ridurre il valore calcolato della perdita di tensione e, di conseguenza, i costi di capitale per la costruzione della linea. Ciò può essere fatto se sulle linee in uscita si prende lo stesso valore del carico specifico di quella in ingresso nel nodo, cioè P 26 = 0,882 kW/casa. Quindi la distribuzione del carico nelle linee in uscita sarà la seguente:

• N=15 case, P r.15 =N·P 26 =15·0,882=13,2 kW;
• N=11 case, P r.11 =N·P 26 =11·0,882=9,7 kW.

La somma dei carichi nelle linee in uscita sarà pari a 22,9 kW (carico di progetto di 26 case), cioè pari al carico di progetto della linea compresa nel nodo n. 3.

Un ragionamento simile può essere esteso a tutta la linea. Linea nella fig. 1 nutre 40 case. Il carico specifico in questo caso è pari a 0,76 kW/casa, il carico di progetto P р.40 =N·P 40 =40·0,76=30,4 kW. Affinché la prima regola di Kirchhoff sia soddisfatta in ogni nodo, si dovrebbe prendere su tutti i rami della linea un carico specifico pari al carico specifico per 40 case.

Ora possiamo formulare le disposizioni da seguire nel calcolo del valore totale della perdita di tensione.

1. Il carico di progetto su qualsiasi sezione della linea è determinato dal carico specifico accettato per l'intera linea.
2. Il carico di progetto di una diramazione dalla linea principale a una casa viene calcolato in base al carico specifico di una casa.
3. Quando si calcola la perdita di tensione in una sezione con lo stesso passo tra le diramazioni (ingressi nelle case), è possibile sostituire il carico distribuito con uno concentrato al centro della sezione.

Nella fig. 2, la linea principale è divisa in tratti indicanti il ​​numero di case che ricevono energia elettrica attraverso il tratto corrispondente.

Riso. 2. Configurazione della linea principale con suddivisione in tratte.

I risultati del calcolo della perdita di tensione sono presentati nella Tabella 1. Il carico di progetto in ciascun sito è determinato dal carico specifico per 40 case - P 40 = 0,76 kW/casa.

Considerando che sono ancora diffusi e funzionanti impianti con livello di tensione 220/380 V, nei calcoli di questo articolo viene utilizzato questo valore di tensione. Dovrebbe essere tenuto presente, secondo GOST29322-2014 Tabella 1 che ora nei sistemi di alimentazione progettati e ricostruiti si dovrebbe utilizzare un valore di tensione di 230/400 V.

Tabella 1. Calcolo della perdita di tensione tenendo conto della combinazione dei picchi di carico.

Numero di trama	Lunghezza della sezione, m	Numero di case, pz.

*la lunghezza della sezione n.5 è 30· 6=180 m, ma secondo la disposizione n. 3, per semplificare i calcoli, si considera un carico concentrato al centro della sezione, cioè 180/2=90 m.

4. Commenti sul metodo di calcolo tenendo conto della discrepanza tra i carichi massimi

La metodologia sopra riportata sembra a prima vista logica e convincente, soprattutto per i non specialisti. Ma se si cerca di capirlo, appaiono diverse domande a cui non è così facile rispondere. In altre parole, la tecnica non funziona. Di seguito porrò domande ai sostenitori della metodologia dichiarata e le loro risposte.

Domanda n. 1.

Il metodo di calcolo dipende dalla lunghezza del primo tratto di linea?

Risposta: non dipende.

Supponiamo che la lunghezza del primo tratto della linea sia solo 1 m, quindi la resistenza elettrica di questo tratto è piuttosto piccola rispetto ad altri tratti la cui lunghezza è di decine e centinaia di metri e può essere trascurata. Troviamo infatti che il nodo n. 1 (vedi Fig. 2) viene spostato sulle sbarre della RU-0,4 kV TP. In questa situazione, risulta che per i calcoli è necessario utilizzare il carico specifico determinato per il numero di case sulla sezione della linea n. 2, cioè per 34 case. Sorge un’altra domanda: “Per quale lunghezza della sezione n. 1 della linea deve essere utilizzato il carico specifico determinato per il numero totale di case?” Non ho ricevuto una risposta esatta a questa domanda, ma mi è stato assicurato che nei calcoli pratici questo valore è piuttosto grande (più di dieci metri), quindi non è necessario determinare il confine esatto.

Vorrei attirare la vostra attenzione sul fatto che il punto non è se i sostenitori del calcolo considerino sufficiente o meno questa lunghezza. È importante che se esistesse un modo per determinare questo valore, verrebbe identificata la relazione tra i rapporti tra la perdita di tensione nelle sezioni della linea e il carico di progetto nelle sezioni corrispondenti.

Domanda n. 2.

Il metodo di calcolo dipende dalla lunghezza della linea tra i bus RU-0,4 kV e il trasformatore?

Risposta: non dipende.

Di norma, la linea tra il trasformatore e i bus RU-0,4 kV è realizzata tramite sbarre o cavi e la sua lunghezza è di diversi (circa 10) metri. Ma immaginiamo che l'RU-0,4 kV sia supportato ad una tensione di 0,4 kV da un'altra sottostazione di trasformazione o centrale elettrica diesel (vedi Fig. 3) da un cavo o una linea aerea lunga diverse decine (ad esempio 50) metri.

Riso. 3. Schema di ridondanza TP lato 0,4 kV.

In caso di emergenza, il trasformatore su TS n. 1 viene spento e l'alimentazione viene fornita tramite il trasformatore TS n. 2 lungo la linea di ridondanza. In questa situazione, risulta che prima della sezione n. 1 del nostro diagramma (vedi Fig. 2) viene aggiunta un'altra sezione. Gli autobus RU-0,4 kV del TP n. 1 si trasformano in un nodo con tre diramazioni (ovviamente, diverse linee partono dal TP): linea n. 1 (40 case), linea n. 2 (60 case) e linea n. 3 (80 case) - e una linea di rifornimento di riserva. Il carico sulla linea di riserva (e quindi la perdita di tensione sulle linee n. 1, n. 2 e n. 3) è determinato dal carico specifico per il numero totale (40+60+80=180) di case P 180 = 0,586 kW/casa.

I risultati del calcolo per la linea n. 1 (vedi Fig. 2) sono riportati nella tabella. 2.

Tavolo 2. Calcolo della perdita di tensione tenendo conto della ridondanza TP con una tensione di 0,4 kV.

Numero di trama	Lunghezza della sezione, m	Numero di case, pz.	Рр, kW	∆U,%	ΣΔU, %
1	40	40	23,44	0,42	0,42
2	60	34	19,924	0,53	0,95
3	270	26	15,236	1,83	2,77
4	70	11	6,446	0,20	2,97
5	90	11	6,446	0,26	3,23
6	20	1	4	0,63	3,86

La differenza nel valore della perdita alla fine della sezione n. 6, rispetto allo schema senza ridondanza, è 4,82-3,86 = 0,96%. Si noti che la configurazione della linea n. 1 stessa non è cambiata e le perdite nella linea di backup non sono state prese in considerazione. Semplicemente a causa di una modifica nella configurazione del circuito di alimentazione, le perdite totali della linea in questione in qualche modo sono cambiate (verso una diminuzione). In questa situazione, sorge immediatamente la domanda successiva (vedi domanda n. 3).

Domanda n. 3.

Quali misure portano ad una riduzione della perdita di tensione totale sulla linea?

Risposta: aumentare la sezione del conduttore, ridurre il carico sulla linea (frazionamento del carico e posa di linee aggiuntive dalle cabine di trasformazione).

Supponiamo che nel nodo n. 1 (vedi Fig. 2), a seguito di un ramo aggiuntivo, il numero di case sia aumentato da 6 a 26. Ora il carico specifico è cambiato, poiché è cambiato il numero totale di case: prima erano 40, ora sono 60; P 60 =0,69 kW/casa. I risultati del calcolo per questo caso sono riportati nella tabella. 3.

Tabella 3. Calcolo della perdita di tensione all'aumento del numero di case sulla linea.

Numero di trama	Lunghezza della sezione, m	Numero di case, pz.

Come possiamo vedere, il valore della perdita di tensione totale alla fine della sezione n. 6 è diminuito da un valore di 4,82% a un valore di 4,68%, anche se, logicamente, con l'aumento del carico questo valore avrebbe dovuto aumentare. Ma, secondo la metodologia, alle misure per ridurre la perdita di tensione totale sulla linea si dovrebbe aggiungere anche l'aumento del numero di case sulla linea. Questa conclusione assurda dimostra anche che la tecnica sopra menzionata non funziona.

Domanda n. 4.

La condizione dovrebbe essere sempre rispettata quando la somma dei carichi delle tratte di linea uscenti da un nodo è pari al carico calcolato della tratta entrante nel nodo?

Risposta: sempre, ad eccezione di un ramo di ingresso ad una casa.

L'obbligo di calcolare le perdite nel ramo di ingresso della casa in base al carico calcolato di una casa è apparentemente causato dalla considerazione che in questo caso non stiamo parlando della coincidenza dei massimi, poiché non esiste coincidenza dei massimi di carico dei diversi consumatori a causa del fatto che esiste semplicemente un consumatore, l'unico.. Consideriamo più in dettaglio le sezioni n. 5 e n. 6 (vedi Fig. 2). Nel sito n. 6, il calcolo utilizza il carico di progetto di una casa, che è uguale al carico specifico di una casa P p.1 = P 1 = 4 kW. Non sostituiremo il carico distribuito con un carico concentrato nella sezione n. 5 e cercheremo di determinare il carico di progetto su ciascun segmento tra i rami (ingressi) delle case. Nel tratto di linea compreso tra le case n. 11 e n. 9 (n. 10), ovviamente, dovrà essere utilizzato lo stesso valore di carico di progetto. Nel tratto tra le diramazioni delle case n. 7 (n. 8) e n. 9 (n. 10), il carico di progetto è già determinato dal carico specifico dell'intera linea:

N=3 case, P 40 =0,76 kW/casa, P r.3 =N·P 40 =3·0,76=2,28 kW.

Qui sorge una domanda legittima: “Perché il carico di tre case è inferiore al carico di una casa?” Anche se 3 case sono collegate a fasi diverse della linea, anche in questo caso il carico sulle fasi non dovrebbe essere inferiore a 4 kW. Se le case sono collegate alla stessa fase, anche tenendo conto della discrepanza tra i carichi massimi, questo carico non può in alcun modo essere inferiore al carico di una casa, ovvero 4 kW. Quante case è necessario collegare per superare il carico di 4 kW?

N=P r.1 /P 40 =4/0,76=5,3 ~ 6 case.

Ovviamente anche qui c'è un difetto metodologico, poiché in questo caso si verifica una sottostima della perdita di tensione a causa di un'irragionevole sottostima del carico calcolato in sezioni di diramazioni con un numero di 5 case o meno.

5. Errori nella metodologia per il calcolo della perdita di tensione tenendo conto della discrepanza tra i carichi massimi

Le domande formulate ai sostenitori della suddetta metodologia hanno mostrato chiaramente la sua incoerenza in alcuni casi. Ciò non significa che negli altri casi vada tutto bene; al contrario, esempi di incoerenze nei calcoli mostrano che i calcoli effettuati con questo metodo non sono matematicamente giustificati e non possono essere utilizzati. Di seguito sono elencati i principali errori commessi durante la definizione della metodologia.

Errore n. 1: il rapporto tra la perdita di tensione nelle diverse aree non viene preso in considerazione.

Questo errore è chiaramente dimostrato nella domanda n. 3 (vedi Tabella 3). Con l'aumento del numero delle case, le perdite di tensione nella sezione n. 1 sono leggermente aumentate (dallo 0,54% allo 0,74%), ma nelle altre sezioni le perdite sono diminuite. Particolarmente evidente è la sezione n. 3. Su di esso, le perdite di tensione sono diminuite dal 2,37 al 2,15%, cioè della stessa quantità di cui sono aumentate nella sezione n. 1. Ma l'aumento della perdita di tensione nella sezione n. 1 sembra logico, poiché il carico in questa sezione è aumentato. Ma come spiegare la diminuzione della perdita di tensione in altre aree che non hanno nulla a che fare con il carico aggiunto? E, soprattutto, come spiegare la diminuzione della perdita di tensione totale alla fine delle sezioni n. 3, n. 4, n. 5 e n. 6?

Se la lunghezza della sezione n. 1 fosse sufficientemente grande rispetto alle altre sezioni (quindi l'entità della perdita di tensione in questa sezione sarebbe maggiore) da compensare la diminuzione di tensione nelle sezioni rimanenti, formalmente tutto sembrerebbe logico: se aumentiamo il carico, le perdite totali aumenteranno alla fine di ogni sezione (anche se all'interno di ogni sezione della linea, tranne la prima, si avrebbe una diminuzione dell'entità della perdita di tensione). Di conseguenza, tenere conto del rapporto tra le perdite di tensione tra le diverse sezioni correggerebbe in qualche modo formalmente la situazione, ma, ovviamente, complicherebbe in qualche modo i calcoli. Vorrei sottolineare ancora una volta che la questione della riduzione della perdita di tensione in una sezione separata rimane ancora aperta.

Errore n. 2: non viene presa in considerazione l'elevata correlazione tra grafici dello stesso tipo di carico, nonché grafici di ramo e grafico del carico totale.

Tutta la linea alimenta lo stesso tipo di carico, ovvero le case estive delle associazioni di giardinaggio. Per i grafici di carico di diverse sezioni, il consumo energetico massimo (picchi) viene osservato all'incirca nello stesso momento, ovvero possiamo parlare di un'elevata correlazione (relazione) di questi grafici. Come risultato della somma di questi grafici, si ottiene un grafico di carico, che ha un valore di correlazione ancora maggiore con i grafici sommati. Nella fig. La Figura 4 mostra i grafici del carico su diversi rami della linea (indicati in blu e rosso), nonché il relativo grafico del carico totale (indicato in nero). Nell'esempio in esame (Fig. 2), questo è il nodo n. 3 con due rami rispettivamente di 11 e 15 case, nonché la sezione n. 3 della linea, dove la somma dei grafici di carico di questi rami è osservato.

Riso. 4. Grafici di carico dei rami di linea (rosso e blu) e il relativo grafico di carico totale (nero).

Esiste una correlazione positiva tra i grafici dei rami, ovvero è evidente una tendenza generale verso un aumento del carico nell'intervallo temporale dalle 9 alle 18 ore, ed una diminuzione nel resto del tempo. Allo stesso tempo, è chiaro che ci sono intervalli di tempo, ad esempio intorno alle 10 o 14 ore, in cui su un grafico è chiaramente visibile un picco di carico e sull'altro non c'è alcun picco (10 ore), o addirittura un si osserva un calo (14 e 16 ore). Pertanto, in effetti, possiamo parlare di una discrepanza nei diagrammi di carico dei rami della linea non collegati (cioè non collegati in serie), e di questo si tiene conto nei calcoli riducendo il carico specifico sulla sezione di fornitura (sezione Numero 3). Allo stesso tempo, è chiaramente dimostrato che i picchi di ogni singolo ramo ed i picchi del grafico di carico totale coincidono praticamente nel tempo, il che significa un'elevata correlazione positiva dei grafici di carico dei tratti successivi della linea. Di conseguenza, i calcoli utilizzando il metodo che tiene conto della mancata corrispondenza dei carichi massimi porteranno a una sottostima del valore calcolato della perdita di tensione totale.

6. Calcolo della perdita di tensione in base al carico massimo su un intervallo di mezz'ora

A causa delle carenze della metodologia per il calcolo della perdita di tensione totale, tenendo conto della discrepanza tra i grafici del carico massimo sopra indicati, i calcoli della perdita di tensione nelle sezioni dovrebbero essere effettuati in base al carico di progetto, definito come il carico massimo su un intervallo di mezz'ora. Per la divisione della linea in sezioni, vedere Fig. 5; I risultati del calcolo sono riportati nella tabella. 4.

Riso. 5. Configurazione della linea principale con la corretta suddivisione in tratte.

Tabella 4. Calcolo della perdita di tensione in base al carico di progetto (massimo su un intervallo di mezz'ora) sulle sezioni della linea.

Numero di trama	Lunghezza della sezione, m	Numero di case, pz.

7. Conclusioni

1. Il calcolo della perdita di tensione utilizzando un metodo che tiene conto della discrepanza tra le curve di carico massimo porta a una sottostima del valore calcolato.
2. Il calcolo della perdita di tensione nelle sezioni della linea deve essere eseguito in base al carico calcolato della sezione; Il carico calcolato deve essere inteso come il carico massimo su un intervallo di mezz'ora.
3. Il carico di progetto su un sito è determinato dal numero di case alimentate attraverso un dato sito e dal carico specifico determinato per questo numero di case.
4. Non è consentito sostituire un carico distribuito con un carico concentrato applicato al centro della sezione a causa della differenza dei carichi specifici nelle sezioni.
5. Il valore totale della perdita di tensione nella linea dalla sottostazione del trasformatore alla casa n. 11 è stato:

• nel calcolo secondo il metodo tenendo conto della discrepanza tra i carichi massimi - 4,82%;
• se calcolato in base al carico massimo su un intervallo di mezz'ora - 6,53%.

La differenza è dell'1,71%.

8. Letteratura

1. SP 31-110-2003 “Progettazione e installazione di impianti elettrici di edifici residenziali e pubblici”.
2. RD 34.20.185-94 “Istruzioni per la progettazione delle reti elettriche urbane”.
3. Manuale per la progettazione delle reti elettriche e delle apparecchiature elettriche / Ed. Yu. G. Barybina e altri - M.: Energoatomizdat, 1991.
4. Alimentazione elettrica di imprese e impianti industriali: libro di testo per il prof. manuale stabilimenti. / Yu. D. Sibikin, M. Yu. Sibikin, V. A. Yashkov - M.: Superiore. scuola, 2001.
5. Guida pratica alle reti elettriche e alle apparecchiature elettriche / S. L. Kuzhekov, S. V. Goncharov. - Rostov n/d.: Fenice, 2007.

Calcolare la caduta di tensione quando si alimentano i consumatori utilizzando circuiti radiali è abbastanza semplice. Una sezione, una sezione di cavo, una lunghezza, una corrente di carico. Sostituiamo questi dati nella formula e otteniamo il risultato.

Quando si alimentano i consumatori tramite i circuiti principali (loop), è più difficile calcolare la caduta di tensione. Infatti, è necessario eseguire più calcoli sulla caduta di tensione per una linea: è necessario eseguire un calcolo sulla caduta di tensione per ogni sezione. Ulteriori difficoltà sorgono quando cambia il consumo energetico dei ricevitori elettrici alimentati dal circuito principale. Una variazione della potenza di un ricevitore elettrico si riflette sull'intera catena.

Quanto è comune nella pratica fornire energia tramite circuiti e loop principali? Gli esempi che si possono fare sono tanti:

• Nelle reti di gruppo si tratta di reti di illuminazione e reti di prese.
• Negli edifici residenziali, i pannelli del pavimento sono alimentati utilizzando i circuiti principali.
• Negli edifici industriali e commerciali vengono spesso utilizzati anche i circuiti di alimentazione principale e l'alimentazione del loop del pannello.
• La sbarra collettrice è un esempio di alimentazione dei consumatori tramite un circuito principale.
• Alimentatore per pali di illuminazione stradale esterna.

Consideriamo il calcolo della caduta di tensione utilizzando l'esempio dell'illuminazione esterna.

Supponiamo che sia necessario calcolare la caduta di tensione per quattro pali dell'illuminazione esterna, alimentati in sequenza dal pannello di illuminazione esterna ShchNO.

La lunghezza delle sezioni dallo scudo al pilastro, tra i pilastri: L1, L2, L3, L4.
Corrente che circola nelle sezioni: I1, I2, I3, I4.
Caduta di tensione nelle sezioni: dU%1, dU%2, dU%3, dU%4.
Corrente consumata dalle lampade su ciascun polo, Ilamp.

I pilastri sono alimentati da un loop rispettivamente:

• I4=Ilamp
• I3=I4+Ilamp
• I2=I3+Ilamp
• I1=I2+Ilamp

La corrente consumata dalla lampada non è nota, ma la potenza della lampada e il suo tipo sono noti (o dal catalogo o secondo la clausola 6.30 di SP 31-110-2003).

La corrente è determinata dalla formula:

Formula per il calcolo della corrente di fase totale

I f - corrente di fase totale
P - potenza attiva
U f - tensione di fase
cosφ - fattore di potenza
N f - numero di fasi (N f =1 per carico monofase, N f =3 per carico monofase)

Lascia che ti ricordi che la tensione lineare (fase-fase) è √3 volte maggiore della tensione di fase:

Quando si calcola la caduta di tensione in una rete trifase, si presuppone la caduta di tensione di linea; nelle reti monofase viene presa in considerazione una caduta di tensione monofase.

La caduta di tensione si calcola utilizzando le formule:

I f - corrente di fase totale che scorre attraverso la sezione
Resistenza della sezione R
cosφ - fattore di potenza

La resistenza della sezione viene calcolata utilizzando la formula

ρ - resistività del conduttore (rame, alluminio)
L - lunghezza della sezione
S - sezione del conduttore
N è il numero di conduttori paralleli nella linea

In genere, i cataloghi forniscono valori di resistenza specifici per varie sezioni trasversali dei conduttori

Se sono presenti informazioni sulla resistività dei conduttori, le formule per il calcolo della caduta di tensione assumono la forma:

Formula per il calcolo della caduta di tensione in un circuito trifase

Sostituendo nella formula i valori corrispondenti di correnti, resistività, lunghezza, numero di conduttori paralleli e fattore di potenza, calcoliamo l'entità della caduta di tensione nella sezione.

I documenti normativi regolano il valore della relativa caduta di tensione (come percentuale del valore nominale), che si calcola utilizzando la formula:

U è la tensione nominale della rete.

La formula per il calcolo della caduta di tensione relativa è la stessa per una rete trifase e monofase. Quando si calcola in una rete trifase, è necessario sostituire la caduta trifase e la tensione nominale, quando si calcola in una rete monofase - monofase:

La teoria è terminata, vediamo come implementarla utilizzando DDECAD.

Prendiamo i seguenti dati iniziali:

• Potenza lampada 250W, cosφ=0,85.
• La distanza tra i pilastri, dallo scudo al primo pilastro è L1=L2=L3=L4=20m.
• I poli sono alimentati da cavo in rame 3×10.
• La diramazione dal cavo di alimentazione alla lampada è realizzata con cavo 3×2,5 L=6m.

Per ogni colonna creiamo una tabella di calcolo.

Inseriamo i dati della lampada in ciascuna tabella di calcolo:


Colleghiamo la tabella di calcolo Colonna 4 alla tabella di calcolo Colonna 3, a Colonna 2 - Colonna 3, a Colonna 1 - Colonna 2, a SCHO - Colonna 1:


Successivamente, dalla tabella di calcolo SCHO, il valore della caduta di tensione calcolato dal programma alla fine della prima sezione (Colonna 1) viene trasferito alla cella verde della tabella di calcolo Colonna 1:


I valori vanno trasferiti facendo riferimento alla cella della tabella di calcolo del panel di livello superiore. Nel caso della Colonna 1 e SCHO ciò avviene in questo modo:

1. Nella tabella di calcolo Colonna 1 il cursore è posizionato sulla cella verde della colonna “∆U”.
2. Fare clic su "=".
3. Passa alla tabella di calcolo SCHO.
4. Posizionare il cursore sulla cella nella colonna “∆U ∑”, situata nella riga Colonna 1.
5. Premere Invio".

Otteniamo la caduta di tensione calcolata alla fine della seconda sezione (colonna 2) - 0,37% e la caduta di tensione calcolata attraverso la lampada - 0,27%.

Facciamo lo stesso per tutte le altre tabelle di calcolo e otteniamo i valori calcolati della caduta di tensione in tutte le sezioni.
Poiché abbiamo collegato le tabelle (utilizzando il programma, collegando una tabella all'altra e manualmente, trasferendo i valori della caduta di tensione), abbiamo ottenuto un sistema collegato. Se apporti qualche modifica andrà tutto bene automaticamente ricalcolato.

Quando si progetta il cablaggio elettrico, è necessario effettuare calcoli accurati della perdita di tensione nel cavo. Ciò impedisce che la superficie dei fili diventi troppo calda durante il funzionamento. Grazie a questi accorgimenti è possibile evitare cortocircuiti e guasti prematuri degli elettrodomestici.

Inoltre, la formula consente di selezionare correttamente il diametro della sezione trasversale del filo, adatto a diversi tipi di lavori di installazione elettrica. Una scelta sbagliata può causare il collasso dell’intero sistema. Il calcolo online aiuta a semplificare il compito.

Come calcolare la perdita di tensione?

Il calcolatore online ti consente di calcolare correttamente i parametri necessari, riducendo ulteriormente il verificarsi di vari tipi di problemi. Per calcolare in modo indipendente la perdita di tensione elettrica, utilizzare la seguente formula:

U =(P*ro+Q*xo)*L/U nom:

• P è la potenza attiva. Si misura in W;
• Q – potenza reattiva. Unità di misura var;
• ro – funge da resistenza attiva (Ohm);
• xo – reattanza (m);
• U nom è la tensione nominale (V). È indicato nella scheda tecnica del dispositivo.

Secondo le regole per la progettazione degli impianti elettrici (PUE), la norma accettabile per possibili deviazioni di tensione è considerata:

• nei circuiti di potenza non può essere superiore al +/- 6%;
• nello spazio abitativo e oltre fino a +/- 5%;
• nelle imprese manifatturiere dal +/- 5% al ​​-2%.

Le perdite di tensione elettrica dall'installazione del trasformatore allo spazio abitativo non devono superare il +/- 10%.

In fase di progettazione è opportuno uniformare il carico sulla linea trifase. La norma consentita è 0,5 kV. Durante i lavori di installazione, i motori elettrici devono essere collegati a conduttori lineari. La linea di illuminazione sarà tra fase e neutro. Di conseguenza, il carico viene distribuito correttamente tra i conduttori.

Quando si calcola la perdita di tensione in un cavo, vengono presi come base i valori di corrente o potenza indicati. Su una linea elettrica estesa viene presa in considerazione la reattanza induttiva.

Come ridurre le perdite?

Uno dei modi per ridurre la perdita di tensione in un conduttore è aumentarne la sezione trasversale. Inoltre, si consiglia di ridurne la lunghezza e la distanza dalla destinazione. In alcuni casi questi metodi non sono sempre utilizzabili per motivi tecnici, nella maggior parte dei casi la riduzione della resistenza permette di normalizzare il funzionamento della linea.

Lo svantaggio principale di un'ampia sezione trasversale del cavo sono i notevoli costi del materiale durante l'uso. Ecco perché il calcolo e la selezione corretti del diametro richiesto consentono di eliminare questo problema. Il calcolatore online viene utilizzato per progetti con linee ad alta tensione. Qui il programma aiuta a calcolare correttamente i parametri esatti per il circuito elettrico.

Le principali cause di perdita di tensione

Grandi perdite di tensione elettrica si verificano a causa dell'eccessiva dissipazione di energia. Di conseguenza, la superficie del cavo diventa molto calda, provocando la deformazione dello strato isolante. Questo fenomeno è comune sulle linee ad alta tensione dove si verificano carichi pesanti.

Quadro principale 2.2. Indicazioni delle tensioni di fase dopo il primo tratto di linea in cavo

Parametri dell'alimentatore di backup:

• Potenza massima della centrale diesel – 600 kW,
• Linea via cavo – 3 cavi AVBbShv 4x240, collegati in parallelo,
• Lunghezza linea cavo – 250 m.

Sulla base di questi parametri, possiamo chiaramente concludere che la capacità della centrale diesel e della linea del cavo di backup, tenendo conto della caduta di tensione, sarà sufficiente per non più della metà del carico massimo richiesto, il che è del tutto inaccettabile.

Pertanto, non ha senso monitorare la qualità del cibo attraverso la centrale elettrica diesel.

Download file

In conclusione, come promesso, un buon libro sul calcolo della perdita di tensione e della perdita di tensione in un cavo. Sarà molto interessante per tutti coloro che sono interessati a questo articolo. Al giorno d'oggi questi libri non vengono più scritti.

/ Brochure dalla Biblioteca degli Elettricisti. Fornisce istruzioni e calcoli necessari per la scelta delle sezioni trasversali di fili e cavi fino a 1000 V. Utile per chi è interessato alle fonti primarie., zip, 1,57 MB, scaricato: 385 volte./