كيفية حساب انخفاض الجهد لكابل نقل الطاقة؟

يمكن حساب انخفاض الجهد لكابل نقل الطاقة بدقة باستخدام صيغة خطوة-بواسطة-خطوة، جوهرها هو ΔU=I × R. يجب التحكم في انخفاض الجهد بشكل عام في حدود 5% من جهد النظام (على سبيل المثال، ليس أكثر من 19 فولت لنظام 380 فولت).

الأسباب الرئيسية لانخفاض الجهد تمتلك الكابلات بطبيعتها المقاومة والمفاعلة. عندما يتدفق التيار من خلالها، يحدث فقدان الطاقة، والذي يظهر على شكل انخفاض في الجهد. العوامل المؤثرة تشمل:

مادة الكابل: مقاومة الكابل النحاسي (0.0174 Ω·mm²/m) أقل من كابل الألومنيوم (0.0283 Ω·mm²/m)، مما يؤدي إلى انخفاض جهد أقل؛

طول الكابل: كلما زاد طول الكابل، زاد انخفاض الجهد؛

منطقة -المقطع العرضي: كلما كان المقطع العرضي أصغر-، زادت المقاومة، وكان انخفاض الجهد أكثر أهمية؛

تيار الحمل: كلما زادت الطاقة، زاد التيار، وكلما زاد انخفاض الجهد؛

عامل القدرة: الأحمال الحثية (مثل المحركات) لها عامل قدرة منخفض، مما يؤدي إلى تفاقم انخفاض الجهد.

طريقة من خطوتين- أو ثلاث- لحساب انخفاض جهد الكابل

الخطوة 1: حساب الخط الحالي

I
ينطبق على أنظمة التيار المتردد ذات الثلاث-المراحل:

I
=
P
3
×
U
×
كوس
⁡
θ
I=
3
​
×U×cosθ
P
​
P
P: طاقة التحميل (كيلوواط)

U
U: جهد الخط (كيلو فولت)، عادة 380 فولت، أي 0.38 كيلو فولت

كوس
⁡
θ
cosθ: عامل القدرة، وعادةً ما يتراوح بين 0,8-0,85

مثال: محرك 55 كيلو واط،

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

الخطوة 2: حساب مقاومة الكابل

R
R
=
ρ
×
L
S
R=ρ× S L

ρ
ρ: مقاومة الموصل (0.0174 للنحاس، 0.0283 للألمنيوم)

L
L: طول الكابل (متر)

S
S: مساحة المقطع العرضي للموصل -(مم²)

مثال: كابل نحاسي بطول 100 متر، 16 مم²،

R
=
0.0174

×
100

/
16

≈
0.109

Ω R=0.0174×100/16≈0.109Ω

الخطوة 3: حساب انخفاض الجهد

Δ
U
ΔU أبسط صيغة عملية (مع تجاهل المفاعلة):

Δ
U
=
I
×
R
×
K
ΔU=I×R×K

K
ك: بالنسبة لأنظمة الطور الثلاثة-، خذ

3

≈ 1.732

3
​≈1.732، الطور الفردي - هو 1 أو 2 (عدد الدوائر)

استمرارا للمثال السابق:

Δ
U
=
104.5

×
0.109

×
1.732

≈
19.7
V
ΔU=104.5×0.109×1.732≈19.7V، وهو ما يمثل 5.2% من 380V، وهو ما يتجاوز النطاق المسموح به قليلاً، ويجب زيادة المقطع العرضي -.