Zpravy

Stanovení úbytku napětí | Průvodce elektroinstalací | Zařízení | Knihy

Odpor vodičů obvodu je nízký, ale nelze jej zanedbat. Při přenosu proudu zátěže dochází k úbytku napětí mezi začátkem obvodu a bodem, kde je zátěž připojena. Správný provoz zátěže (motor, osvětlovací obvod atd.) závisí na tom, zda je napětí na jejích svorkách udržováno na úrovni blízké jmenovité hodnotě. Proto je nutné vodiče obvodu vypočítat tak, aby při plném proudu zátěže napětí na svorkách zátěže zůstalo v mezích, které je nutné dodržet pro správný provoz zařízení.
Tato část pojednává o metodách pro stanovení úbytků napětí, aby se zajistilo:
Dodržování platných norem a předpisů;
Požadavky na zatížení;
Základní požadavky na provoz zařízení.
3.1 Maximální úbytek napětí
Maximální přípustné úbytky napětí se v jednotlivých zemích liší. Typické hodnoty pro nízkonapěťové elektrické instalace jsou uvedeny níže na obr. G26.

Ostatní uživatelé (vytápění a dodávka elektřiny pro energetické spotřebiče)

Připojení k nízkonapěťové distribuční síti

Spotřebiče snižovací rozvodny jsou napájeni z vysokonapěťové distribuční sítě.

Obr. G26: Maximální úbytek napětí mezi bodem připojení k síti a bodem odběru energie
Tyto limity úbytku napětí platí pro normální provoz v ustáleném stavu a nevztahují se na spouštění motoru; současné (náhodné) zapnutí několika zátěží atd., jak je popsáno v kapitole B, oddílu 4.3 (faktor simultánnosti atd.). Pokud úbytek napětí překročí hodnoty uvedené na obr. G26, použijte k nápravě této situace větší vodiče. Povolení úbytku napětí o 8 % může způsobit problémy s provozem motoru, například: Normálně uspokojivý provoz motoru vyžaduje napětí v rozmezí +5 % jmenovité hodnoty za provozu v ustáleném stavu.
Rozběhový proud motoru může být 5 až 7krát vyšší než proud při plném zatížení (nebo i více).
Pokud povolíte 8% pokles napětí při plném zatížení, pak během startování motoru může napětí klesnout až na 40%. Za těchto podmínek motor buď:
Nenastartuje (tj. zůstane stát kvůli nedostatečnému točivému momentu a nebude schopen překonat zátěžový moment), což povede k přehřátí motoru a jeho vypnutí;
Nebo bude zrychlovat velmi pomalu, takže vysoký odběr proudu zátěží (s možnými nežádoucími účinky nízkého napětí na ostatní zařízení) bude trvat déle než normální doba zrychlení motoru.
Konečně, 8% pokles napětí představuje trvalou ztrátu výkonu, která při trvalém zatížení vede k významným (započítatelným) ztrátám energie. Z těchto důvodů se doporučuje, aby maximální 8% pokles napětí za ustálených provozních podmínek nebyl dosažen v obvodech citlivých na problémy s podpětím (viz obr. G27).

Obr. G2: Maximální úbytek napětí
3.2 Výpočet úbytku napětí při konstantním zatížení Vzorce
Obr. G28 níže ukazuje vzorce běžně používané k výpočtu úbytku napětí v obvodu.
na kilometr délky.
pokud:
Ib: Proud při plném zatížení v ampérech
L: Délka kabelu – v kilometrech
R: Odpor kabelu – v Ohmech/km, pak:
pro měď je S (csa) plocha průřezu vodiče (žily kabelu) v mm2, Q — Ohm
pro hliník
Poznámka: R lze zanedbat, pokud je průřez vodiče větší než 500 mm2.
X: indukční reaktance kabelu v Ohmech/km.
Poznámka: U vodičů s průřezem menším než 50 mm2 lze X zanedbat. Pokud nejsou k dispozici žádné další informace, uvažujte X = 0,08 Ohm/km.
f: fázový úhel mezi napětím a proudem vypočítávaného obvodu, obvykle:
Osvětlovací obvod s žárovkami: cos φ = 1
Napájení motoru:
při spuštění: cos φ = 0.35
v normálním provozním režimu: cos φ = 0.8
Un: napětí mezi fázemi
Vn: fázové napětí
U kabelových kanálů a přípojnic vyrobených v továrně jsou hodnoty činného a jalového odporu udávány výrobcem.

Obr. G21: Vzorce pro výpočet úbytku napětí
Zjednodušená tabulka
Výpočtům se lze vyhnout použitím tabulky Obr. 29 na další straně, která s dostatečnou aproximací udává hodnotu úbytku napětí mezi fázemi na 1 km kabelu a 1 ampér v závislosti na:
Typ obvodu: obvod pro napájení motoru, kde cos φ je blízký 0.8, nebo obvod pro osvětlení, kde cos φ je blízký jedné.
Typ kabelu: jednožilový a třížilový. Úbytek napětí v kabelu lze vypočítat jako: K x Ib x L
K – uvedeno v tabulce,
Ib — proud při plném zatížení v ampérech,
L — délka kabelu v km.
Sloupec „Výkon motoru“, „cos φ = 0.35“ na obr. G29, lze použít k výpočtu úbytku napětí během startování motoru (viz příklad 1 za obr. G29).
Příklady
Příklad 1 (viz obr. G30)
Třížilový měděný kabel o průřezu 35 mm2 a délce 50 m dodává napětí 400 V do motoru spotřebovávajícího:
I 100 A při cos φ = 0.8 za normálního trvalého zatížení I 500 A (5 In) při cos φ = 0.35 během rozběhu
Úbytek napětí na začátku kabelu spojujícího motor za normálních okolností
(tj. na rozvaděči (obr. G30), který rozvádí proud 1000 A), je
Síťové napětí 10 V.
Jaký je úbytek napětí na svorkách motoru:
V normálním provozním režimu
Během spouštění?
řešení:
Úbytek napětí v normálním provozním režimu bude:

Tabulka G29 uvádí poměr 1 V/A/km a podle něj: AU pro kabel = 1 x 100 x 0.05 = 5 V AU celkem = 10 + 5 = 15 V, tj.

Tato hodnota je menší než povolená hodnota (8 %) a je přijatelná. Pokles napětí při startování motoru: Kabel A = 0.52 x 500 x 0.05 = 13 V
Kvůli dodatečnému odebíranému proudu během startování motoru překročí úbytek napětí na rozvodné desce 10 voltů.
Předpokládejme, že proud dodávaný do rozvaděče během spouštění motoru je 900 + 500 = 1 A, pak se úbytek napětí na rozvaděči úměrně zvýší, tj.:

AU pro rozvaděč = 14 V AU pro kabel motoru = 13 V AU celkem = 13 + 14 = 27 V, tj.:

Obr. B3