Для тех, кто делает расчеты электросетей не является секретом, что один из параметров расчета - расчет на потерю напряжения в линии.
Как по ГОСТ
Согласно ГОСТ 50571.52-2011, прил. G
потери напряжения могут быть определены по следующей формуле:
где - u падение напряжения в вольтах; b - коэффициент, равный 1 для трехфазовых схем, и равный 2 для однофазных схем.(трехфазные цепи с нейтральным проводником, полностью несбалансированным (единственная загруженная фаза), считают однофазными цепями);ρ1- удельное сопротивление проводников в нормальных условиях, взятое равным удельному сопротивлению при температуре в нормальных условиях, то есть 1,25 удельного сопротивления при 20 °С, или 0,0225 Ом·мм /м для меди и 0,036 Ом·мм /м для алюминия; L - длина электропроводки, м; S - площадь поперечного сечения проводников, мм2 ; cos ᵠ - коэффициент мощности; в отсутствие точных данных коэффициент мощности принимается равным 0,8 ( sin ᵠ =0,6); ƛ - реактивное сопротивление на единицу длины проводников, который принимается равным 0,08 мОм/м в отсутствие других данных; Ib- расчетный ток, А.
Соответствующее падение напряжения в процентах равно:
Расчет по этой формуле представляется весьма трудоемким и неочевидным. Очень часто в цепи (если не сказать - почти всегда) больше одной нагрузки, а в некоторых случаях, например - в сетях освещения, таких нагрузок могут быть десятки. В этом случае данные формулы необходимо будет применять к каждой, причем не совсем очевидно как именно это делать. В противном случае результаты расчетов откровенно завышены. Кроме того, ГОСТ 50571.52 и СП 256.1325800.2016 требуют расчета не абсолютной (в вольтах, как в первой формуле), а относительной (в процентах) оценки потери напряжения. Все эти факторы делают практически проведение этой оценки "в уме", без каких-либо расчетных средств.
Метод моментов.
Старинная инженерная поговорка гласит, что методом моментов можно рассчитать все. Или почти все.
Моментом величины "x", в общем случае, является произведение заданной величины на "плечо" - расстояние (или его аналог) от некой нулевой точки до точки действия величины "x".
Действительно, если выразить в приведенной выше формуле установленную мощность через расчетный ток с помощью небезызвестного закона Ома, то, путем несложных алгебраических преобразований, можно вынести за скобки выражения справа произведение мощности на длину линии, а слева - получить относительную потерю напряжения (а не абсолютную, требующую дополнительных вычислений). Опуская "процесс рисования совы" мы приходим к следующей формулам:
где M - момент нагрузки, кВт*м, S - сечение кабеля мм2, ΔU - потери напряжения в процентах (!), C - вся остальная сова технический табличный коэффициент, зависящий от материала кабеля, напряжения и фазности сети.
Одно из удобств этих формул заключается в определении единичной потери (или сечения) - если положить ΔU или S равным единице то формула приобретает вид вполне пригодный для устного счета. Соотношение М/С можно использовать для быстрой оценки соответствующего участка цепи. Например, если оно равно 10, то (при допустимых потерях в линии 2%) надо либо прокладывать кабель сечением 6 мм2 и выше, либо иным способом прокладывать сеть.
Как определить момент нагрузки
Определение момента нагрузки М на практике сводиться к следующим характерным случаям:
Чему равен коэффициент С
Ниже привожу справочные значения коэффициента С для разных видов сети и материалов кабеля:
П.С. Тем читателей, которые не открыли здесь ничего нового и много больше автора знают по теме предлагаю обсудить допущение, принятое при расчете коэффициента С. На всякий случай замечу, что согласно цитируемой выше справочной книге погрешность метода для сечений до 10 мм2 не превышает 1%.
