چگونه افت ولتاژ کابل انتقال برق را محاسبه کنیم؟

افت ولتاژ کابل انتقال نیرو را می توان با استفاده از فرمول گام به گام، که هسته آن ΔU=I × R است، به طور دقیق محاسبه کرد. افت ولتاژ به طور کلی باید در 5% ولتاژ سیستم کنترل شود (به عنوان مثال، حداکثر 19 ولت برای یک سیستم 380 ولت).

علل اصلی افت ولتاژ کابل ها ذاتا دارای مقاومت و راکتانس هستند. هنگامی که جریان از آنها عبور می کند، از دست دادن انرژی رخ می دهد که به صورت افت ولتاژ ظاهر می شود. عوامل موثر عبارتند از:

جنس کابل: مقاومت کابل مسی (0.0174 Ω·mm²/m) کمتر از کابل آلومینیومی (0.0283 Ω·mm²/m) است که منجر به افت ولتاژ کمتری می‌شود.

طول کابل: هرچه کابل طولانی تر باشد، افت ولتاژ بیشتر است.

سطح مقطع: هرچه مقطع کوچکتر باشد، مقاومت بیشتر است و افت ولتاژ بیشتر است.

جریان بار: هرچه توان بیشتر باشد، جریان بیشتر و افت ولتاژ قابل توجه تر است.

ضریب توان: بارهای القایی (مانند موتورها) ضریب توان پایینی دارند که افت ولتاژ را تشدید می کند.

روش دو- یا سه مرحله‌ای-برای محاسبه افت ولتاژ کابل

مرحله 1: محاسبه جریان خط

I
من برای سیستم های متناوب متناوب سه فاز- قابل اجراست:

I
=
P
3
×
U
×
cos
⁡
θ
I=
3
​
×U×cosθ
P
​
P
P: توان بار (کیلو وات)

U
U: ولتاژ خط (کیلو ولت)، معمولاً 380 ولت، یعنی 0.38 کیلوولت

cos
⁡
θ
cosθ: ضریب توان، معمولاً 0.8-0.85 در نظر گرفته می شود

به عنوان مثال: موتور 55 کیلو وات،

I
=
55
/
(
1.732
×
0.38
×
0.8
)
≈
104.5
A I=55/(1.732×0.38×0.8)≈104.5A

مرحله 2: مقاومت کابل را محاسبه کنید

R
R
=
ρ
×
L
S
R=ρ× S L

ρ
ρ: مقاومت رسانا (0.0174 برای مس، 0.0283 برای آلومینیوم)

L
L: طول کابل (متر)

S
S: سطح مقطع هادی-(mm²)

مثال: کابل مسی به طول 100 متر، 16 میلی متر مربع،

R
=
0.0174

×
100

/
16

≈
0.109

Ω R=0.0174×100/16≈0.109Ω

مرحله 3: محاسبه افت ولتاژ

Δ
U
ΔU ساده ترین فرمول عملی (بدون توجه به راکتانس):

Δ
U
=
I
×
R
×
K
ΔU=I×R×K

K
K: برای سیستم‌های سه فاز-، بگیرید

3

≈ 1.732

3
​≈1.732، تک فاز 1 یا 2 است (تعداد مدارها)

در ادامه مثال قبلی:

Δ
U
=
104.5

×
0.109

×
1.732

≈
19.7
V
ΔU{0}}×0.109×1.732≈19.7V، که 5.2٪ از 380 ولت را تشکیل می دهد، کمی فراتر از محدوده مجاز، سطح مقطع باید افزایش یابد.