Допустимая потеря напряжения для силовой сети

Допустимые потери напряжения в сетях освещения

Силовые сети внутри зданий по потере напряжения проверяют достаточно редко (во всяком случае я =) ), т.к. они имеют относительно небольшую длину, нагрузку и не так чувствительны к пониженному напряжению, а вот сети внутреннего освещения необходимо просчитывать всегда.

При проектировании внутреннего освещения перед проектировщиком встает вопрос: а какое допустимое значение потери напряжения в сетях освещения?

Для начала рассмотрим структурную схему питания светильника:

Структурная схема питания светильника

На схеме представлены 4 основных элемента:

• трансформаторная подстанция;
• вводно-распределительное устройство;
• щит освещения;
• светильник.

Между каждыми элементами цепочки передачи электроэнергии происходит падение напряжения.

Общие потери напряжения до светильника можно записать выражением:

А теперь обратимся к нашим любимым СП 31-110-2003 и ТКП 45-4.04-149-2009.

7. 23 С учетом регламентированных отклонений от номинального значения суммарные потери напряжения от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленной лампы общего освещения в жилых и общественных зданиях не должны, как правило, превышать 7,5%.

9.23 В нормальном режиме работы при загрузке силовых трансформаторов в ТП, не превышающей 70 % от их номинальной мощности, допустимые (располагаемые) суммарные потери напряжения от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленной лампы общего освещения в жилых и общественных зданиях, учитывающие потери холостого хода трансформаторов и потери напряжения в них, приведенные ко вторичному напряжению, не должны, как правило, превышать 7,5 %. При этом потери напряжения в электроустановках внутри зданий не должны превышать 4 % от номинального напряжения, для постановочного освещения — 5 %.

Возникает еще один вопрос: как распределить эти проценты по трем участкам?

Я предлагаю следующее распределение:

Распределение потерь напряжения в сетях освещения

В наружных сетях, т.е. от трансформаторной подстанции до вводного устройства здания закладывать не более 4%. Это самое оптимальное значение, т.к. при меньшем значении необходимо будет значительно увеличивать сечение кабельной линии. В идеале нужно стремиться, чтобы эти потери были как можно меньше. На потери напряжения внутри здания у нас остается 3,5%. При нагрузке около 1кВт и длине группы порядка 40м вполне хватает 2%, чтобы не увеличивать сечение до 2,5мм 2 . Такие потери позволяют проектировать сети освещения кабелями сечением 1,5-2,5мм 2 , что является наиболее рациональным. На потери напряжения от ВРУ до ЩО остается 1,5%. Здесь я все-таки предлагаю заложить 1,0%, а оставшиеся 0,5% предусмотреть для резерва, которые можно будет добавить на любой участок в случае необходимости.

Правильное распределение потерь напряжения позволит сэкономить на кабелях. На мой взгляд это самое оптимальное распределение. Если ВРУ и ЩО находятся рядом, то ∆U1 можно взять меньше, соответственно ∆U2 будет больше.

P.S. Если сети внутреннего освещения очень маленькие, а объект находится достаточно далеко от ТП, то я считаю, что потери напряжения от ТП до ВРУ можно взять и 6%, чтобы не завышать сечение кабельной линии. Совсем недавно проектировал подобный объект. Расстояние до объекта (мойка) 450м, а нагрузка составляет 35кВт. Алюминиевый кабель 4×95мм 2 был выбран (заказчиком) по потере напряжения, как я понял с учетом 4%, я лишь отразил его в проекте. В данном случае можно смело было брать кабель на порядок ниже, т.к. сети освещения очень маленькие. Дешевле было бы даже запроектировать сети освещения сечением 2,5мм 2 , чем закладывать 450м кабеля 4×95мм 2 вместо 4×70мм 2 .

1 СП 31-110-2003 (Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий).

2 ТКП 45-4.04-149-2009 (Системы электроснабжения жилых и общественных зданий).

Я думал, что в моем арсенале имеются все необходимые программы для расчета потерь напряжения. Оказалось не все)) В одном из следующих выпусков представлю свою программу по расчету потери напряжения в сетях внутреннего освещения.

Источник

СП 256.1325800.2016: потери напряжения в электрической сети

В своде правил СП 256.1325800.2016, действующем со 2 марта 2017 г., допущено большое число ошибок. Поэтому его следует отменить (см. http://y-kharechko.livejournal.com/31515.html ). Рассмотрим требования п. 8.23 СП к потерям напряжения в электрической сети, в которых допущена грубая ошибка.
В п. 8.23 СП, в частности, указано: «В нормальных условиях работы сетей рекомендуется поддерживать напряжение в точке питания потребителя с отклонением от номинального значения не более ±10%.
.
Суммарные потери напряжения от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленного осветительного прибора общего освещения в жилых и общественных зданиях не должны, как правило, превышать 7,5%. При этом потери напряжения от ВРУ здания до наиболее удаленных светильников должны быть не более 3%, а до прочих потребителей − не более 4%».
Первое из процитированных требований соответствует ГОСТ 29322 (см. http://y-kharechko.livejournal.com/48222.html , http://y-kharechko.livejournal.com/49081.html , http://y-kharechko.livejournal.com/48775.html ), в котором напряжение в точке подключения однофазной электроустановки здания к низковольтной электрической сети установлено равным 230 В ± 10 %, трёхфазной электроустановки здания – 400 В ± 10 %. Таким образом, максимально допустимые потери напряжения в низковольтной распределительной электрической сети могут быть равными 20 % номинального напряжения (см. http://y-kharechko.livejournal.com/32353.html ).
Второе из процитированных требований противоречит первому требованию. Оно ограничивает потери напряжения в низковольтной распределительной электрической сети 3,5 % (7,5 % − 4 %) номинального напряжения. Это является грубой ошибкой, поскольку СП не распространяется на распределительные электрические сети. Более того, нормирование потерь напряжения в распределительных электрических сетях не имеет никакого смысла. В распределительных электрических сетях нормируют напряжения в точках подключения электроустановок зданий 230 В ± 10 % и 400 В ± 10 %. Поэтому потери напряжения в них могут достигать 20 %.
Кроме того, в СП неправильно указано максимально допустимое падение напряжения в электроустановках зданий для «прочих потребителей». В приложении А ГОСТ 29322 сказано, что стандартом МЭК 60364-5-52:2009 «Низковольтные электрические установки. Часть 5-52. Выбор и монтаж электрического оборудования. Системы электропроводок» «для электроустановок, подключаемых к электрическим сетям общего пользования, установлены следующие максимальные падения напряжения: для электрических светильников – 3 %, для других электроприемников – 5 %».

Заключение. Поскольку в СП 256.1325800.2016 допущено большое число ошибок, его следует отменить.

Источник

Допустимое отклонение напряжения для сети 10 кв

СП 256.1325800.2016: потери напряжения в электрической сети

В своде правил СП 256.1325800.2016
, действующем со 2 марта 2021 г., допущено большое число ошибок. Поэтому его следует отменить (см. https://y-kharechko.livejournal.com/31515.html ). Рассмотрим требования п. 8.23 СП к потерям напряжения в электрической сети, в которых допущена грубая ошибка. В п. 8.23 СП, в частности, указано: «В нормальных условиях работы сетей рекомендуется поддерживать напряжение в точке питания потребителя с отклонением от номинального значения не более
±10%
. . Суммарные потери напряжения
от шин 0,4 кВ ТП до наиболее удаленного осветительного прибора общего освещения
в жилых и общественных зданиях не должны, как правило, превышать
7,5%
. При этом потери напряжения от ВРУ здания до наиболее удаленных светильников должны быть не более 3%, а
до прочих потребителей − не более 4%
». Первое из процитированных требований соответствует
ГОСТ 29322
(см. https://y-kharechko.livejournal.com/48222.html , https://y-kharechko.livejournal.com/49081.html , https://y-kharechko.livejournal.com/48775.html ), в котором напряжение в точке подключения однофазной электроустановки здания к низковольтной электрической сети установлено равным 230 В ± 10 %, трёхфазной электроустановки здания – 400 В ± 10 %. Таким образом, максимально допустимые потери напряжения в низковольтной распределительной электрической сети могут быть равными
20 %
номинального напряжения (см. https://y-kharechko.livejournal.com/32353.html ). Второе из процитированных требований противоречит первому требованию. Оно ограничивает потери напряжения в низковольтной распределительной электрической сети
3,5 %
(7,5 % − 4 %) номинального напряжения. Это является грубой ошибкой, поскольку СП не распространяется на распределительные электрические сети. Более того, нормирование потерь напряжения в распределительных электрических сетях не имеет никакого смысла. В распределительных электрических сетях нормируют напряжения в точках подключения электроустановок зданий 230 В ± 10 % и 400 В ± 10 %. Поэтому потери напряжения в них могут достигать 20 %. Кроме того, в СП неправильно указано максимально допустимое падение напряжения в электроустановках зданий для «прочих потребителей». В приложении А ГОСТ 29322 сказано, что стандартом
МЭК 60364-5-52
:2009 «Низковольтные электрические установки. Часть 5-52. Выбор и монтаж электрического оборудования. Системы электропроводок» «для электроустановок, подключаемых к электрическим сетям общего пользования, установлены следующие максимальные падения напряжения: для электрических светильников – 3 %, для других электроприемников –
5 %
».

Поскольку в СП 256.1325800.2016 допущено большое число ошибок, его следует отменить.

УДТ, зависящие от напряжения, запрещено применять в Германии, Финляндии и других странах

В стандарте МЭК 60364-5-53:2020 «Низковольтные электрические установки. Часть 5-53. Выбор и монтаж электрического оборудования. Устройства…

Причины падения напряжения

Каждому электромеханику известно, что кабель состоит из проводников — на практике используются жилы с медными или алюминиевыми сердечниками, обмотанные изоляционным материалом. Провод помещен в герметичную полимерную оболочку — диэлектрический корпус.

Поскольку металлические проводники расположены в кабеле слишком плотно, дополнительно прижаты слоями изоляции, при большой протяженности электромагистрали металлические сердечники начинают работать по принципу конденсатора, создающего заряд с емкостным сопротивлением.

Падение напряжения происходит по следующей схеме:

1. Проводник, по которому пущен ток, перегревается и создает емкостное сопротивление как часть реактивного сопротивления.
2. Под воздействием преобразований, протекающих на обмотках трансформаторов, реакторах, прочих элементах цепи, мощность электроэнергии становится индуктивной.
3. В результате резистивное сопротивление металлических жил преобразуется в активное сопротивление каждой фазы электрической цепи.
4. Кабель подключают на токовую нагрузку с полным (комплексным) сопротивлением по каждой токоведущей жиле.
5. При эксплуатации кабеля по трехфазной схеме три линии тока в трех фазах будут симметричными, а нейтральная жила пропускает ток, приближенный к нулю.
6. Комплексное сопротивление проводников приводит к потерям напряжения в кабеле при прохождении тока с векторным отклонением за счет реактивной составляющей.

Графически схему падения напряжения можно представить следующим образом: из одной точки выходит прямая горизонтальная линия — вектор силы тока. Из этой же точки выходит под углом к силе тока вектор входного значения напряжения U1 и вектор выходного напряжения U2 под меньшим углом. Тогда падение напряжения по линии равно геометрической разнице векторов U1 и U2.

Рисунок 1. Графическое изображение падения напряжения

На представленном рисунке прямоугольный треугольник ABC отражает падение и потери напряжения на линии кабеля большой длины. Отрезок AB — гипотенуза прямоугольного треугольника и одновременно падение, катеты AC и BC показывают падение напряжения с учетом активного и реактивного сопротивления, а отрезок AD демонстрирует величину потерь.

Производить подобные расчеты вручную довольно сложно. График служит для наглядного представления процессов, протекающих в электрической цепи большой протяженности при прохождении тока заданной нагрузки.

Общие требования

1.2.11. При проектировании систем электроснабжения и реконструкции электроустановок должны рассматриваться следующие вопросы: ¶

1) перспектива развития энергосистем и систем электроснабжения с учетом рационального сочетания вновь сооружаемых электрических сетей с действующими и вновь сооружаемыми сетями других классов напряжения; ¶

2) обеспечение комплексного централизованного электроснабжения всех потребителей электрической энергии, расположенных в зоне действия электрических сетей, независимо от их принадлежности; ¶

3) ограничение токов КЗ предельными уровнями, определяемыми на перспективу; ¶

4) снижение потерь электрической энергии; ¶

5) соответствие принимаемых решений условиям охраны окружающей среды. ¶

При этом должны рассматриваться в комплексе внешнее и внутреннее электроснабжение с учетом возможностей и целесообразности технологического резервирования. ¶

При решении вопросов резервирования следует учитывать перегрузочную способность элементов электроустановок, а также наличие резерва в технологическом оборудовании. ¶

1.2.12. При решении вопросов развития систем электроснабжения следует учитывать ремонтные, аварийные и послеаварийные режимы. ¶

1.2.13. При выборе независимых взаимно резервирующих источников питания, являющихся объектами энергосистемы, следует учитывать вероятность одновременного зависимого кратковременного снижения или полного исчезновения напряжения на время действия релейной защиты и автоматики при повреждениях в электрической части энергосистемы, а также одновременного длительного исчезновения напряжения на этих источниках питания при тяжелых системных авариях. ¶

1.2.14. Требования 1.2.11-1.2.13 должны быть учтены на всех этапах развития энергосистем и систем электроснабжения. ¶

1.2.15. Проектирование электрических сетей должно осуществляться с учетом вида их обслуживания (постоянное дежурство, дежурство на дому, выездные бригады и др.). ¶

1.2.16. Работа электрических сетей напряжением 2-35 кВ может предусматриваться как с изолированной нейтралью, так и с нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор или резистор. ¶

Компенсация емкостного тока замыкания на землю должна применяться при значениях этого тока в нормальных режимах: ¶

• в сетях напряжением 3-20 кВ, имеющих железобетонные и металлические опоры на воздушных линиях электропередачи, и во всех сетях напряжением 35 кВ — более 10 А;
• в сетях, не имеющих железобетонных и металлических опор на воздушных линиях электропередачи:
• более 30 А при напряжении 3-6 кВ;
• более 20 А при напряжении 10 кВ;
• более 15 А при напряжении 15-20 кВ;
• в схемах генераторного напряжения 6-20 кВ блоков генератор-трансформатор — более 5 А.

Результат падения напряжения

А что становится результатом этого процесса в фундаментальном смысле?

Давайте посмотрим, что происходит при снижении этой характеристики электрической энергии.

В соответствии с нормативной документацией ПУЭ, потери при движении тока от трансформаторной подстанции до самого отдаленного участка по электрической нагрузке для населенного пункта должны быть не более 9 %.

При этом потери в размере 4 % разрешаются от главного ввода до потребителя электроэнергии, а 5 % – от трансформатора до главного ввода.

В трехфазных коммуникациях нормативный показатель по ГОСТ 29322-2014 составляет 400 В ± 10 % при нормальной эксплуатации линии.

Отклонение этой величины от норматива может приводить к следующим результатам для стационарных объектов или электрических приборов.

1. Сбои в работе электроустановок, неправильная работа оборудования, выход его из строя, нарушение освещения объекта.
2. Отключение электроприборов или сбои их корректной работы.
3. Понижение ускорения вращения у электрических двигателей при старте, потери энергии, отключение устройств при нагреве.
4. Некорректное распределение электронагрузки от начала линии до удаленного конца провода между объектами потребления.
5. Работа на 50 % осветительных устройств помещения.

Нормальным значением для потерь при стандартном рабочем режиме электролинии является 5 %.

Эту величину допускается принимать для электросетей на этапе проекта.

Относительно токов большой мощности строятся протяженные электрические магистрали.

Важно. К устройству ЛЭП на всех стадиях предъявляются высокие требования. Поэтому важно просчитывать потери на всех участках магистрали, от главного магистрального пути до линий второстепенного назначения.

Потеря напряжения

Потеря электрической энергии при её транспорте от изготовителя до места назначения самые ощутимые технико-экономические нормы электрических сетей. Установка средств компенсации реактивной мощности в большинстве делается с назначенной функцией уменьшения затрат. Так же всё тех. средства для увеличения свойств электрической энергии содержат в себе реактивные составляющие индуктивного либо емкостного характера и влияют на баланс реактивной мощности в сети. В другом значении, показатели свойства электрической энергии зависит от отсутствия или присутствия в сети компенсирующих устройств.

Рассчитываем падение напряжения

При вычислении обязательно учитываем активное и реактивное сопротивления, составляющие комплексное (общее) сопротивление цепи, а также мощность.

Формула для расчета этого показателя на участке цепи длиной L выглядит так:

• P — активная мощность;
• Q — реактивная мощность;
• r 0 — активное сопротивление;
• x 0 — реактивное сопротивление;
• U ном — номинальное напряжение.

Как мы сказали выше, на практике допускаются отклонения от нормативного показателя по ПУЭ. Разрешенные пределы отклонения:

• силовые линии – ±5 %;
• внутреннее и наружное бытовое освещение – ±5 %;
• производственное освещение (также для общественных зданий) – от +5 % до -2,5 %.

В итоге вычисления мы получим процентный показатель.

Допустимая потеря напряжения

Методы арифметического подсчета воздушных электронных сетей с проводами из различных материалов по потере напряжения. Допустимую потерю напряжения в электронной сети определяют по вероятно разрешенным отклонениям напряжения у потенциальных пользователей. Поэтому рассмотрению запроса для ответа об отклонениях напряжения уделено значительный интерес.

Для всякого приемника электрической энергии возможны конкретные падения вольтажа. К примеру, неодновременные силовые агрегаты в стандартных нормах допустимое отклонение аномалий напряжения ±5%. Это обозначает следовательно, что в курьезном инциденте если номинальное вольтажа предоставленного электрического двигателя составит 380 В, из этого вольтажа U’доп = 1,05 Uн = 380 х 1,05 = 399 В и U»доп = 0,95 Uн = 380 х 0,95 = 361 В нужно исходить из его наиболее вероятно дозволительными индикаторами вольтажа. Конечно же, что все буферные вольтажи, вмещенные среди обозначениями 361 и 399 В, еще будут довольствовать покупающего пользователя и скомпонуют некий диапазон, тот или иной без вариантов можно прозвать диапазоном желаемых напряжений.

Как сократить потери

Очевидно, что чем длиннее кабель на линии, тем больше сопротивление проводника при прохождении тока и, соответственно, выше потери напряжения.

Есть несколько способов сократить процент потерь, которые можно использовать как самостоятельно, так и комплексно:

1. Использовать кабель большего сечения, проводить расчеты применительно к другому проводнику. Увеличение площади сечения токоведущих жил можно получить при соединении двух проводов параллельно. Суммарная площадь сечения увеличится, нагрузка распределится равномерно, потери напряжения станут ниже.
2. Уменьшить рабочую длину проводника. Метод эффективный, но его не всегда можно использовать. Сократить длину кабеля можно при наличии резервной длины проводника. На высокотехнологичных предприятиях вполне реально рассмотреть вариант перекладки кабеля, если затраты на трудоемкий процесс гораздо ниже, чем расходы на монтаж новой линии с большим сечением жил.
3. Сократить мощность тока, передаваемую по кабелю большой протяженности. Для этого можно отключить от линии несколько потребителей и подключить их по обходной цепи. Данный метод применим на хорошо разветвленных сетях с наличием резервных магистралей. Чем ниже мощность, передаваемая по кабелю, тем меньше греется проводник, снижаются сопротивление и потери напряжения.

Внимание! При эксплуатации кабеля в условиях повышенной температуры проводник нагревается, падение напряжения растет. Сократить потери можно при использовании дополнительной теплоизоляции или прокладке кабеля по другой магистрали, где температурный показатель существенно ниже.

Расчет потерь напряжения — одна из главных задач энергетической отрасли. Если для конечного потребителя падение напряжения на линии и потери электроэнергии будут практически незаметными, то для крупных предприятий и организаций, занимающихся подачей электроэнергии на объекты, они впечатляющие. Снизить падение напряжения можно, если правильно выполнить все расчеты.

Допустимая потеря напряжения в линии

Пользователи электронной энергетической активности трудовую загрузку делают нормально, когда на их зажимы подается то напряжение, опираясь на математический подсчет изготовленного электрического прибора либо аппарата. При передаче электрической энергии по линиям часть вольтажа пропадает на противодействие самих линий и в итоге под самый конец полосы, т. е. у покупающего пользователя, вольтажа выходит падение, чем в начале линии. Падение вольтажа у покупающего пользователя, если сравнивать с обыденным, отражается на работе приемника тока, хоть силовая либо световая нагрузка.

Расчет падения напряжения в кабеле формула и причины

Доброго дня, уважаемые гости и читатели нашего блога! Сегодня мы хотели бы рассказать Вам о том, как выбрать электрический провод для системы энергоснабжения объекта так, чтобы

не пришлось кусать локти, сетуя на скачки напряжения или нехватку мощности для одновременного питания всего комплекса оборудования.

Основной акцент в этом деле делаем на диаметр провода для проходящего по нему тока, и расчет падения напряжения в кабеле как раз и призван решить эту задачу.

Давайте вместе выясним, как производится расчет, а также узнаем, каким образом можно увеличить показатель силового напряжения электрической сети, повысив тем самым безопасность электроустановок.

Допустимая потеря напряжения ПУЭ

ПУЭ – это главный документ, подсчитывающий запросы к разнообразным формам электрического оборудования. Точность реализации запросов ПУЭ гарантирует безошибочность и защищенность работы электрических установок.

Запросы ПУЭ непременны для всех учреждений безотносительно от формальной собственности и организационно правовых форм, равно как для частных предпринимателей и физических лиц, работающими проектировщиками, сборкой, настройкой и использования электрических установок.

ПУЭ 7-го издания

Уровни и контроль вольтажа, возмещения реактивной мощи:

Источник