3.6. Wyznaczanie przekroju przewodów ze względu na dopuszczalny spadek napięcia.

Po dobraniu zabezpieczenia obwodu (zagadnienie omówione w dalszej części kursu) i po dobraniu odpowiedniego przekroju przewodów kabla należy sprawdzić dopuszczalne spadki napięcia. Jeżeli długość obwodu jednofazowego jest mniejsza niż 15 ma obwodu trójfazowego mniejsza od 20 m, to nie ma potrzeby sprawdzenia przekroju przewodów na dopuszczalny spadek napięcia według uproszczonych wzorów:

s≥ - w obwodach jednofazowych , oświetleniowych , o przewodach aluminiowych o dopuszczalnym spadku napięcia 2%

s≥ - w obwodach jednofazowych zasilających silniki i urządzenia grzejne o przewodach aluminiowych, o dopuszczalnym spadku napięcia 3%

(przewody aluminiowe nie stosuje się obecnie stosowane są jedynie kable)

s≥ -w obwodach trójfazowych zasilających silniki i urządzenia grzejne , o przewodach aluminiowych, o dopuszczalnym spadku napięcia 3%

(dla przewodów miedzianych stosuje się o jeden stopień niżej)

s- przekrój przewodu (mm²)

In -prąd znamionowy odbiornika pojedynczego (A)(gdy jest to prąd zasilający grupę odbiorników, to nazywa się prądem obciążenia I_bm

L - długość obwodu (m)

Spadek napięcia od transformatora do rozdzielni odbiorczej nie powinien przekraczać 3-5%

W sieciach rozdzielczych niskiego napięcia, w układzie sieci promieniowych, spadek napięcia od rozdzielnicy początkowej do rozdzielnicy końcowej oblicza się jako suma spadków napięcia na poszczególnych odcinkach sieci, według wzoru i schematu:

_n-1

ΔU_1n=∑ ΔU_i(i+1)

ⁱ⁼¹

Przykład wykonania sieci rozdzielczej A) sieć promieniowa wielostopniowa B)schemat do obliczania spadków napięcia

Procentowy spadek napięcia ΔU% dla obwodów jednofazowych

ΔU% = I_Bm(Rcosϕ + X sinϕ)

gdzie: R= Rezystancja przewodu (γ -konduktywność przewodu)

γ=56m/Ω*mm² dla żył miedzianych

γ=33m/Ω*mm² dla żył aluminiowych

X=x^'*L*10^-3 x^'- reaktancja jednostkowa przewodów (mΩ/m)

x^'=0.07÷0.08 mΩ/m dla instalacji w rurkach

x^'=0.25÷0.30 mΩ/m dla kabli x^' = 0.1 dla linii napowietrznych niskiego napięcia.

W obliczeniach reaktancje można pominąć dla przewodów i kabli ułożonych w rurkach o przekroju nie większym niż 50 mm² dla przewodów miedzianych. Wówczas ΔU% obliczamy ze wzorów :

ΔU% = - dla obwodów jednofazowych

ΔU% = - dla obwodów trójfazowych gdzie P - moc czynna (W)

Przykład

Dla toru 3-fazowego o napięciu 380/220V pokazanego na poniższym rysunku dobrać przekroje przewodów o żyłach miedzianych na dopuszczalny spadek napięcia, stosując trzy metody obliczeń. Dopuszczalny spadek napięcia wynosi ΔU%= 7%

Rozwiązanie.

Dopuszczalny spadek napięcia

ΔUd =ΔUd% = *7 = 26.6 V

!. Metoda stałego przekroju

s=∑I_x^cL_Ax==

s=22.4mm²

Ud-(ΔUd)

Dobrano przekrój s =25mm²

Sprawdzenie spadku napięcia

ΔU = ∑=*=23.8<ΔUd

2.Metoda stałej gęstości prądu

J=

(cosϕ)=1

J==2.15A/mm²

S_xy=

S_AL=mm² dobrano przekrój S_AL = 35mm²

S₁₂==16.3 mm² dobrano przekrój S₁₂=16mm²

_S23==7mm² dobrano przekrój S₂₃=10mm²

Sprawdzenie spadku napięcia

ΔU=+22.3V<ΔUd

3. Metoda minimalnego zużycia materiału przewodowego(dotyczy prądu gałęziowego)

C = ΣL_xy=

C = 3.16

S_xy = C

S_{AL =} 3.16* = 24.48 mm² dobrano przekrój S_AL = 25mm²

S₁₂=3.16*=18.69 mm² dobrano przekrój S₂₃= 16mm²

Sprawdzenie spadku napięcia

ΔU=+26.7V>ΔUd

Warunek spadku napięcia nie jest spełniony, dobieramy przekrój o jeden stopień większy : S₁₂₌25mm² , pozostałe przekroje przewodów bez zmian .

Sprawdzenie spadku napięcia

ΔU=+24.34 V<ΔUd

Dobrano przekroje: S_A1=25mm² , S₁₂=25mm² , S₂₃=16mm²

Sprawdzenie zużycia materiału przewodowego w trzech stosowanych metodach

1. V_p +SL = 25*400 +100 000

2. V_J= 35*250 +16*100 +10*50+10850

3. V_M=25*250+25*100+16*50+9550

Minimalne zużycie materiału przewodowego wypadło przy trzeciej metodzie ostatecznie dobieramy przekroje przewodów S_A1=25mm², S₁₂=25mm² , S₂₃=16mm²

---