2. Выбор токоведущей жилы по потере напряжения.

Для надежной, экономичной и долговечной работы электроприемников важно, чтобы напряжение было равно номинальному или отличалось от него на величину, не превышающую предельно допустимое значение для данной категории электроприемников. Наличие электрической линии, связывающей источник электрической энергии с электроприемниками, вызывает неизбежные потери напряжения в ней и делает практически невозможным поддержание номинального напряжения на зажимах электроприемника простыми средствами. В действительности напряжение на зажимах электроприемников отличается от номинального.

Для различных электроприемников определены предельные значения отклонения напряжения от номинального – ΔU_{ПР %}.

Так, для наружного освещения непрожекторного типа, для освещения жилых домов и аварийного освещения отклонение напряжения не должно превышать ± 5 %.

ΔU_ПР = ± 5 % (9)

Для рабочего освещения промышленных предприятий, административных и общественных зданий, наружного освещения прожекторного типа:

ΔU_ПР = ± 2,5 % ( точнее +5 %, -2,5 % ) (10)

Для силовых установок (двигателей):

ΔU_ПР = ± 5 % ( в некоторых случаях ΔU_ПР = ± 10 % ) (11)

Если уже осуществлен выбор токоведущей жилы по нагреву, то выбор сечения токоведущей жилы по потере напряжения ΔU_% сводится к проверке соответствия потери напряжения в линии данного сечения приведенным выше предельным значениям ΔU_ПР % ( формулы 9,10,11).

Если окажется, что ΔU_% > ΔU_ПР%, то надо выбирать по таблице (приложение 1) следующее большее сечение и так до тех пор, пока ΔU_% не окажется ≤ ΔU_ПР%.

Для определения фактической величины потери напряжения можно пользоваться следующими формулами:

1) Для постоянного тока:

(12)

где L – длина линии в метрах;

γ- удельная проводимость материала линии в

S – площадь поперечного сечения провода, кабеля в мм².

Также можно использовать соотношение:

(13)

где Р_Н – номинальная мощность нагрузки в Вт.

2) Для однофазного переменного тока:

(14)

где r₀ - удельное погонное активное сопротивление (Ом/км) дано в приложении 2;

x₀ - удельное погонное реактивное сопротивление (Ом/км) – для всех сечений кабельных линий напряжением до 1000 В можно принимать равным 0,35 Ом/км.

3) Для трехфазного переменного тока:

(15)

ВНИМАНИЕ!

! В формулах 14, 15 длину линии L подставлять в км.

Пример 2.Рассчитать кабельную линию трехфазного переменного тока напряжением 380/220 В, предназначенную для питания силового распределительного щита (РЩ) на строительстве жилого дома. Расчетная нагрузка щита – 78 кВт, cos φ = 0,75, длина линии L = 110 м, способ прокладки – открыто, материал - медь.

Решение:

Схема 2

1) Определим расчетный ток нагрузки:

2) По таблице допустимых токовых нагрузок на кабели с медными жилами (приложение 1, часть 3) в столбце «Трехжильные в воздухе» выбираем медный кабель, с I_доп = 180 А, имеющий сечение S = 70 мм². Так как I_доп > I_Р (180 А > 157 А), то по условию нагрева кабель подходит.

3) Проверим выбранный кабель на потерю напряжения:

где r₀ = 0,257 Ом/км - погонное активное сопротивление медного провода сечением 70 мм² (приложение 2);

x₀ = 0,35 Ом/км –погонное реактивное сопротивление.

Допустимое значение потери напряжения в силовых низковольтных сетях Δ U_{ПР %} = 5 %, в нашем примере Δ U_% = 3,4 %. Таким образом, Δ U_% < Δ U_{ПР %} (3,4 % < 5 %). Следовательно, по потере напряжения выбранное сечение кабеля подходит.