Úbytek napětí v trojfázových systémech
Výpočty úbytku napětí v trojfázových systémech
Trojfázové systémy jsou páteří průmyslové a komerční distribuce elektrické energie v České republice. Standardní napětí je 400 V (sdružené) / 230 V (fázové) při frekvenci 50 Hz. Trojfázové systémy používají odlišný vzorec pro úbytek napětí než jednofázové, s faktorem √3 (1,732) nahrazujícím faktor 2.
Trojfázový vzorec
Pro symetricky zatížený trojfázový systém, kde I je fázový (linkový) proud.
Symetrické vs nesymetrické zatížení
V ideálním trojfázovém systému jsou proudy ve všech třech fázích stejné a vzájemně posunuté o 120°. Ve skutečnosti je zatížení zřídka dokonale symetrické. Nesymetrie zatížení způsobuje nerovnoměrný úbytek napětí na jednotlivých fázích a proud v nulovém vodiči.
Symetrické zatížení
- • Trojfázové motory
- • Trojfázové topení
- • Průmyslová zařízení
- • Proud v N vodiči je nulový
Nesymetrické zatížení
- • Jednofázové spotřebiče na třech fázích
- • Osvětlovací systémy
- • Kancelářské budovy
- • Proud v N vodiči není nulový
Příklady výpočtů
Příklad 1: Průmyslový motor 55 kW
Motor 400 V, cos φ = 0,85, η = 0,92. Vedení délky 60 m, kabel CYKY 4×25 mm² Cu.
I = 55 000 / (√3 × 400 × 0,85 × 0,92) = 96,4 A
ΔU = (1,732 × 96,4 × 60 × 0,0175) / 25
ΔU = 175,3 / 25
ΔU = 7,01 V
ΔU% = (7,01 / 400) × 100 = 1,75 %
Výsledek: Vyhovuje limitu 5 % pro motorové obvody dle ČSN.
Příklad 2: Napájecí vedení rozváděče
Napájecí vedení 400 V, 250 A, délka 30 m, kabel 2× CYKY 4×70 mm² Cu paralelně.
Efektivní průřez = 2 × 70 = 140 mm²
ΔU = (1,732 × 250 × 30 × 0,0175) / 140
ΔU = 227,3 / 140
ΔU = 1,62 V
ΔU% = (1,62 / 400) × 100 = 0,41 %
Výsledek: Excelentní úbytek napětí pro napájecí vedení.
Harmonické proudy v trojfázových systémech
V moderních instalacích s nelineárními zátěžemi (frekvenční měniče, UPS, LED drivery, IT zařízení) vznikají harmonické proudy, které mohou výrazně ovlivnit úbytek napětí. Zejména třetí harmonická a její násobky se sčítají v nulovém vodiči, který může být zatížen více než fázové vodiče.
Důležité upozornění
V obvodech s vysokým podílem nelineárních zátěží je nutné dimenzovat nulový vodič minimálně na stejný průřez jako fázové vodiče. V extrémních případech může být nutný nulový vodič s 150–200 % průřezu fázových vodičů.
Start Calculating
Ready to apply these concepts to your project? Use our professional voltage drop calculator.
Open Calculator