A perda de tensão refere-se à diferença numérica de tensão nas extremidades dos componentes de impedância em um circuito.. Em cálculos de engenharia, a perda de tensão se aproxima do componente longitudinal da queda de tensão.
As perdas de tensão em um circuito podem ser divididas em duas partes:
Primeira parte: É causado pela potência ativa na resistência R do circuito, Expresso como PR/U.
Segunda parte: É causado pela corrente reativa induzida pela reatância do circuito, expresso como QX/U. Para linhas de 110 quilovolts ou mais, A relação entre X e R é aproximadamente 4 uma 10, então as perdas de tensão causadas pela reatância são predominantes.
Cálculo de perdas de tensão em circuitos gerais (para o circuito de alimentação mais longo)
Da subestação B2F à caixa de distribuição de iluminação geral SOHO
Parâmetros de entrada: Tensão operacional do circuito U = 0.38 (kV), Barramento densamente povoado 1600A, Corrente de trabalho calculada Ig = 850 (UMA), Comprimento do circuito L = 0.200 (km), Fator de potência cosφ = 0.85.
Material do circuito: Cobre.
Parâmetros intermediários: Resistência r = 0.033 (Ah/km), Reatância x = 0.020 (Ah/km).
Fórmula de cálculo e resultado: Perda de tensão do circuito 0,38KV – ΔU1% = (173/você) * Ig * eu * (R * cosφ + x * pecadoφ) = (173/(0.38*1000)) * 850 * 0.2 * (0.033 * 0.85 + 0.020 * 0.53) = 2.99.
Da caixa de distribuição de iluminação geral à caixa de distribuição de escritórios SOHO
Parâmetros de entrada: Tensão operacional do circuito U = 0.22 (kV).
Tipo de cabo: Arame; Seção transversal do cabo S = 10 (mm2); Corrente de trabalho calculada Ig = 16 (UMA); Comprimento do circuito L = 0.050 (km). Fator de potência cosφ = 0.85.
Material do circuito: Cobre.
Parâmetros intermediários: Resistência r = 2.25 (Ah/km), Reatância x = 0.087 (Ah/km).
Fórmula de cálculo e resultado: Perda de tensão do circuito 0,38KV – ΔU2% = (173/você) * Ig * eu * (R * cosφ + x * pecadoφ) = (173/(0.38*1000)) * 16 * 0.050 * (2.25 * 0.85 + 0.087 * 0.53) = 0.72.
Da caixa de distribuição do escritório SOHO até a luminária mais distante
Parâmetros de entrada: Tensão operacional do circuito U = 0.22 (kV).
Tipo de cabo: Arame, Seção transversal do cabo S = 2.5 (mm2); Corrente de trabalho calculada Ig = 4.5 (UMA); Comprimento do circuito L = 0.020 (km); Fator de potência cosφ = 0.85.
Material do circuito: Cobre.
Parâmetros intermediários: Resistência r = 8.97 (Ah/km), Reatância x = 0.1 (Ah/km).
Fórmula de cálculo e resultado: Perda de tensão do circuito 0,22KV – ΔU3% = (200/você) * Ig * eu * (R * cosφ + x * pecadoφ) = (200/(0.22*1000)) * 4.5 * 0.020 * (8.97 * 0.85 + 0.1 * 0.53) = 0.59.
Cálculo de perdas de tensão em iluminação pública (para o circuito de alimentação mais longo)
Da subestação B2F à caixa de distribuição de iluminação pública SOHO
Parâmetros de entrada: Tensão operacional do circuito U = 0.38 (kV)
Tipo de cabo: Cabo pré-ramal, Seção transversal do cabo S = 95 (mm2); Corrente de trabalho calculada Ig = 129 (UMA); Comprimento do circuito L = 0.200 (km); Fator de potência cosφ = 0.85.
Material do circuito: Cobre.
Parâmetros intermediários: Resistência r = 0.229 (Ah/km), Reatância x = 0.077 (Ah/km).
Fórmula de cálculo e resultado: Perda de tensão do circuito 0,38KV – ΔU% = (173/você) * Ig * eu * (R * cosφ + x * pecadoφ) = (173/(0.38*1000)) * 129 * 0.2 * (0.229 * 0.85 + 0.077 * 0.526783) = 2.76
Da caixa de distribuição de iluminação pública até a luminária mais distante
Parâmetros de entrada: Tensão operacional do circuito U = 0.22 (kV)
Tipo de cabo: Condutor de cabo, Seção transversal do cabo S = 2.5 (mm2); Corrente de trabalho calculada Ig = 4.5 (UMA); Comprimento do circuito L = 0.030 (km); Fator de potência cosφ = 0.85.
Material do circuito: Cobre.
Parâmetros intermediários: Resistência r = 8.97 (Ah/km), Reatância x = 0.1 (Ah/km)
Fórmula de cálculo e resultado: Perda de tensão do circuito 0,22KV – ΔU3% = (200/você) * Ig * eu * (R * cosφ + x * pecadoφ) = (200/(0.22*1000)) * 4.5 * 0.030 * (8.97 * 0.85 + 0.1 * 0.526783) = 0.88
Perda total de tensão da subestação B2F até a luminária mais distante do escritório SOHO
Quer dizer: ΔU% = ΔU1% + ΔU2% = 2.76 + 0.88 = 3.64
As perdas de tensão são menores que 5%, que atenda aos requisitos dos regulamentos.
Tabela de perda de tensão do cabo
Tabela de perda de tensão por quilowatt por quilômetro de carga para cabos de cobre 660V
| COSΦ | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 | 35 | 50 | 70 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.6 | 1.295 | 0.876 | 0.524 | 0.342 | 0.225 | 0.167 | 0.128 | 0.096 |
| 0.65 | 1.290 | 0.873 | 0.521 | 0.319 | 0.222 | 0.164 | 0.125 | 0.093 |
| 0.7 | 1.286 | 0.869 | 0.517 | 0.336 | 0.219 | 0.161 | 0.122 | 0.091 |
| 0.75 | 1.283 | 0.866 | 0.514 | 0.333 | 0.216 | 0.158 | 0.119 | 0.088 |
| 0.8 | 1.280 | 0.863 | 0.512 | 0.330 | 0.214 | 0.156 | 0.117 | 0.086 |
| 0.85 | 1.277 | 0.861 | 0.509 | 0.327 | 0.211 | 0.152 | 0.114 | 0.083 |
| 0.9 | 1.219 | 0.858 | 0.506 | 0.325 | 0.208 | 0.151 | 0.112 | 0.081 |
| R0(Ah/km) | 5.500 | 3.690 | 2.160 | 1.370 | 0.864 | 0.616 | 0.448 | 0.315 |
| X0(Ah/km) | 0.101 | 0.095 | 0.092 | 0.090 | 0.088 | 0.084 | 0.081 | 0.078 |
Cálculo de perda de tensão para cabos de cobre com revestimento de borracha de 660 V
| Seção de Cabo | Perda de tensão por kW·km | Potência Calculada (kW) | Comprimento do cabo (km) | Produto de potência e comprimento (kW·km) | Perda de tensão |
|---|---|---|---|---|---|
| 50 | 0.119 | P=20 | L=1,5 | PL=30 | ΔU=3,57 |
| 16 | 0.333 | P=37 | L=0,01 | PL=0,37 | ΔU=0,12321 |
| 16 | 0.333 | P=22 | L=0,01 | PL=0,22 | ΔU=0,07326 |
| 25 | 0.216 | P=10 | L=0,5 | PL=5 | ΔU=1,08 |
| 35 | 0.158 | P=59 | L=0,48 | PL=28,32 | ΔU=4,47456 |
| 70 | 0.088 | P=13 | L=0,5 | PL=6,5 | ΔU=0,572 |
Conclusão
Calcular a queda de tensão nas linhas de energia é essencial para garantir um fornecimento de energia confiável e eficiente. Esta medição permite avaliar a perda de tensão em toda a rede elétrica, o que ajuda a prevenir falhas do sistema e manter a qualidade do serviço. Além do mais, Conhecer a queda de tensão facilita o planejamento adequado do infraestrutura elétrica, permitindo que os condutores e equipamentos necessários sejam dimensionados corretamente para minimizar perdas e otimizar a eficiência energética.