Direct current
ΔU = 2 * I * R * L
Alternating single-phase/Alternating two-phase
ΔU = 2 * I * (R * cosφ + X * sinφ) * L
Alternating three-phase
ΔU = √3 * I * (R * cosφ + X * sinφ) * L
ΔU = Voltage drop (V)
I = Current (A)
R = Resistance (Ω/km)
X = Reactance (Ω/km)
L = Line length (km)
φ = Phase shift between voltage and current
Tính toán sự sụt giảm điện áp trong mạch DC và AC sử dụng các thông số điện chính.
"Sự sụt giảm điện áp là sự giảm điện thế dọc theo đường đi của dòng điện chảy trong mạch điện. Theo Phụ lục G – IEC 60364–5–52."
Dòng Điện Một Chiều (DC): Dòng điện chảy liên tục từ cực dương sang cực âm. Được sử dụng trong pin, tấm pin mặt trời và thiết bị điện tử.
Dòng Điện Đa Chiều (AC): Dòng điện đảo chiều và biên độ theo thời gian với tần số không đổi (ví dụ: 50 Hz hoặc 60 Hz). Được sử dụng trong lưới điện và nhà ở.
Các Loại Hệ Thống:
Một pha: Một dây dẫn pha và một dây trung tính.
Hai pha: Hai dây dẫn pha (hiếm).
Ba pha: Ba dây dẫn pha; bốn dây bao gồm dây trung tính.
Một cực: Một dây dẫn.
Hai cực: Hai dây dẫn.
Ba cực: Ba dây dẫn.
Bốn cực: Bốn dây dẫn.
Năm cực: Năm dây dẫn.
Nhiều cực: Hai hoặc nhiều dây dẫn.
Nhiệt độ hoạt động cho phép tùy thuộc vào vật liệu cách điện của dây dẫn.
IEC/CEI:
70°C (158°F): Cách điện PVC, cách điện khoáng chất được phủ PVC, hoặc cách điện khoáng chất trần có thể tiếp cận.
90°C (194°F): Cách điện XLPE, EPR, hoặc HEPR.
105°C (221°F): Cách điện khoáng chất trần và không thể tiếp cận.
NEC:
60°C (140°F): Các loại TW, UF
75°C (167°F): RHW, THHW, THW, THWN, XHHW, USE, ZW
90°C (194°F): TBS, SA, SIS, FEP, FEPB, MI, RHH, RHW-2, THHN, THHW, THW-2, THWN-2, USE-2, XHH, XHHW, XHHW-2, ZW-2
Các dây dẫn có cùng diện tích tiết diện, chiều dài và vật liệu có thể được kết nối song song. Dòng điện tối đa cho phép là tổng của các dòng điện tối đa của từng lõi.
Khoảng cách giữa điểm cung cấp và tải (một chiều), đo bằng mét hoặc feet. Đường dây dài hơn sẽ dẫn đến sự sụt giảm điện áp cao hơn.
Vật liệu được sử dụng cho dây dẫn. Các vật liệu phổ biến bao gồm đồng (điện trở thấp hơn) và nhôm (nhẹ hơn, rẻ hơn).
Xác định số lượng dây dẫn trong dây:
Một cực: Một dây dẫn
Hai cực: Hai dây dẫn
Ba cực: Ba dây dẫn
Bốn cực: Bốn dây dẫn
Năm cực: Năm dây dẫn
Nhiều cực: Hai hoặc nhiều dây dẫn
Sự khác biệt về điện thế giữa hai điểm.
Nhập điện áp Pha-Trung tính cho hệ thống một pha (ví dụ: 120V).
Nhập điện áp Pha-Pha cho hệ thống hai pha hoặc ba pha (ví dụ: 208V, 480V).
Công suất cần được xem xét để xác định đặc tính mạch, đo bằng watt (W) hoặc kilowatt (kW). Bao gồm tất cả các thiết bị được kết nối.
Tỷ lệ giữa công suất thực và công suất biểu kiến: cosφ, trong đó φ là góc pha giữa điện áp và dòng điện.
Giá trị dao động từ 0 đến 1. Lý tưởng = 1 (tải thuần điện trở).
Diện tích tiết diện của dây dẫn, đo bằng mm² hoặc AWG.
Kích thước lớn hơn → điện trở thấp hơn → sụt giảm điện áp ít hơn.
VD = I × R × L
VD (%) = (VD / V) × 100
R = ρ × L / A
Thiết kế các lắp đặt điện trong các tòa nhà
Định kích thước dây dẫn cho truyền tải điện xa
Sửa chữa ánh sáng mờ hoặc vấn đề động cơ
Đảm bảo tuân thủ các tiêu chuẩn IEC 60364 và NEC
Lập kế hoạch cho các nhà máy công nghiệp
Hệ thống năng lượng tái tạo (năng lượng mặt trời, gió)
Theo tiêu chuẩn IEC 60364-5-52 và NEC, khuyến nghị chung là: sụt áp không được vượt quá 3% đối với mạch chiếu sáng và 5% đối với mạch động lực (ổ cắm, động cơ, v.v.).
Ví dụ,
trong hệ thống một pha 230V, mức sụt áp tối đa cho phép đối với chiếu sáng là 230 × 3% = 6,9V, có nghĩa là điện áp tại đầu phụ tải không được giảm xuống dưới 223,1V. Vượt quá phạm vi này có thể gây ra hiện tượng đèn mờ, quá nhiệt động cơ hoặc thiết bị không khởi động được bình thường.
Trong mạch điện một chiều, sụt áp chỉ được xác định bởi điện trở (VD = I × R). Tuy nhiên, trong mạch điện xoay chiều, ngoài điện trở (R), còn có điện kháng (X) và tồn tại độ lệch pha giữa dòng điện và điện áp.
Hệ số công suất (PF = cosφ) phản ánh tỷ lệ giữa công suất tác dụng và tổng công suất biểu kiến. Hệ số công suất càng thấp, dòng điện trên đường dây càng cao đối với cùng một công suất tác dụng, dẫn đến sụt áp lớn hơn.
Ví dụ, đối với cùng một phụ tải 5kW, dòng điện là khoảng 21,7A khi PF=1, nhưng tăng lên khoảng 27,1A khi PF=0,8, gây ra sụt áp nhiều hơn khoảng 25%.
Vâng, sụt áp tỷ lệ thuận với chiều dài đường dây (VD = I × R × L). Đường dây càng dài, điện trở càng cao và độ sụt áp càng lớn. Có ba cách chính để giảm sụt áp:
① Tăng tiết diện dây dẫn (dây có tiết diện lớn hơn thì điện trở thấp hơn);
② Tăng điện áp hệ thống (dòng điện nhỏ hơn với cùng công suất);
③ Sử dụng dây dẫn mắc song song (nhiều dây dẫn cùng thông số kỹ thuật mắc song song sẽ làm tăng tiết diện tương đương). Việc chọn tiết diện dây dẫn phù hợp đặc biệt quan trọng trong các hệ thống điện mặt trời và truyền tải điện đường dài.
Đồng có điện trở suất thấp hơn đáng kể (khoảng 1,68×10⁻⁸ Ω·m) so với nhôm (khoảng 2,82×10⁻⁸ Ω·m), do đó với cùng tiết diện và chiều dài, sụt áp của dây dẫn nhôm cao hơn khoảng 68% so với dây dẫn đồng.
Nói cách khác, để đạt được mức sụt áp tương đương, dây nhôm cần có tiết diện lớn hơn một cỡ so với dây đồng (ví dụ: nếu dây đồng dùng 4mm² thì dây nhôm cần dùng 6mm² hoặc 10mm²). Mặc dù dây nhôm nhẹ hơn và rẻ hơn, nhưng dây đồng là lựa chọn đáng tin cậy hơn trong các ứng dụng có yêu cầu nghiêm ngặt về sụt áp.
Đăng nhập
