Felharmonikusok, nullaterhelés és feszültségesés
A LED meghajtókkal, kapcsolóüzemű tápegységekkel, UPS-ekkel és frekvenciaváltókkal teli modern elosztóknál az ideális szinuszra épülő feszültségesés-számítás sokszor kevés. Ezek a terhelések torzítják az áramalakot, növelik az RMS-áramot, és a 3. felharmonikust a nullára tolják.
A gyakorlati módszer az, hogy először kiszámítjuk a normál feszültségesést, majd megvizsgáljuk, hogy a felharmonikusok módosítják-e az áramot vivő vezetők számát, a nullaáramot vagy a kábel hőmérsékletét. NEC szerint 220.61, 310.15(C)(1), 215.2(A)(1), 210.19(A)(1) fontos, IEC környezetben pedig az IEC 60364-5-52 marad a hasznos referencia. NEC IEC
Miért Kell Külön Vizsgálni a Felharmonikusos Terheléseket
A triplen felharmonikusok a nullában összeadódnak, nem kioltják egymást.
Nagyobb RMS-áram nagyobb I2R veszteséget, több hőt és nagyobb valós feszültségesést jelent.
A LED-, iroda-, UPS- és IT-terhelések másként viselkednek, mint a motoros vagy ellenállásos körök.
A helyszínen gyakran először a megszakítót és az ampacitást nézik, de a tervezésnek a nullát, az érzékeny elektronikát és a jövőbeli bővítést is védenie kell.
Kódpontok a Munkalapra
- NEC 220.61: reálisan számolja a nullaterhelést.
- NEC 310.15(C)(1): ellenőrizze, mikor számít a nulla áramot vivő vezetőnek.
- NEC 215.2(A)(1) és 210.19(A)(1): sok tervező még mindig kb. 3%-ot céloz szakaszonként és 5%-ot összesen.
- IEC 60364-5-52: a végleges méret előtt ellenőrizze a szerelési módot, csoportosítást, környezeti hőmérsékletet és megengedett esést.
Tervezési Esetek Felharmonikusokra és Nullára
Ezek tervezési számok, nem helyettesítik a mért RMS-áramot, a THDi-adatokat vagy a végső felülvizsgálatot.
| Helyzet | Terhelésminta | Vezetőellenőrzés | Megjegyzés |
|---|---|---|---|
| Nyitott iroda LED panel | 120/208V 3 fázis, 45 m, 40A alaphullám + kb. 30A 3. felharmonikus fázisonként | 1 AWG Cu fázisok, 1/0 Cu nulla; fázisesés kb. 2,0% | A nulla kb. 90A-t is kaphat. |
| UPS vagy IT panel | 120/208V 3 fázis, 30 m, 80A vonali áram magas nemlineáris tartalommal | 3/0 Cu fázis és nulla; fázisesés kb. 1,4% | Még jó fázisesés mellett is a nulla hőmérséklete és a derating dönthet. |
| 400/230V irodaszint | 50 m, 63A fázisonként és kb. 25A 3. felharmonikus fázisonként | 25 mm2 Cu fázisok, 35 mm2 Cu nulla; fázisesés kb. 1,7% | Gyakran elég csak a nullát növelni. |
| Egyfázisú elektronikai panel | 230V, 35 m, 32A sok kapcsolóüzemű táppal | 10 mm2 Cu; szinuszos esés kb. 1,8% | Torz hullámforma mellett a valós tartalék kisebb. |
Gyakorlati Példák Számokkal
Vegyes LED és dugalj panel
Ha minden fázis körülbelül 40A alaphullámot és további 30A 3. felharmonikust visz a LED meghajtók és elektronika miatt, a tiszta 3 fázisú számítás elfogadhatónak tűnhet. Mégis a nulla megközelítheti a 90A-t. Ezért a nullát, a csövet és a melegedést külön kell ellenőrizni.
120/208V UPS panel, 80A, 30 m
Egy 3/0 réz betáp csak kb. 1,4% fázisesést mutathat. Ez kényelmesnek hangzik. De ha a felharmonikusok a nullát a fázisáram közelében tartják és a nyomvonal melegszik, a gyakorlati tartalék csökken. Itt fontos a mért RMS és a gyártói adat.
400/230V irodaszint, 63A, 50 m
25 mm2 rézfázisokkal a fázisesés kb. 1,7%. Ha minden fázis még kb. 25A 3. felharmonikust is hordoz, a nulla 75A közelébe mehet. Ilyenkor tisztább megoldás lehet csak a nullát 35 mm2-re növelni.
Checklist a Végleges Kábel Jóváhagyása Előtt
- Használjon mért RMS-értéket vagy THDi-adatot, ha a panel LED-et, UPS-t, rackeket vagy sok kapcsolóüzemű tápot táplál.
- A nullát külön vizsgálja akkor is, ha a panel kiegyensúlyozottnak tűnik.
- A feszültségesést, deratinget, csoportosítást és környezeti hőmérsékletet egy problémaként kezelje.
- Az anyagrendelés előtt hasonlítsa össze a kalkulátoreredményt a valós hullámformával.
- Ha az elektronikai terhelés nőhet, hagyjon tartalékot a nullában és a feszültségesésben már most.
Használja a Kalkulátort, Aztán Nézze Meg a Hullámformát
Futtassa az AC kalkulátort valós hossz, vezetőméret és RMS-áram alapján, majd hasonlítsa az eredményt a felharmonikusokkal, a nullaárammal és a deratinggel.
Start Calculating
Ready to apply these concepts to your project? Use our professional voltage drop calculator.
Open Calculator