Cableado de un campo de fútbol de 2.5 km con 220v

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Tengo un campo de fútbol para cablear. Mide 900m x 450m. Necesito conectar varios dispositivos livianos que usan un adaptador de 100-220vAc que convierte el voltaje a 24v para el dispositivo secundario.

Lo que estaba pensando era usar un transformador elevador monofásico de 220v a 480v en el punto de inicio y tener procesadores reductores en los puntos nodales. Un cable de cobre 10AWG colocado en el borde del campo para conectar el transformador principal a todos los siguientes en una configuración paralela. Tengo alrededor de 15 de esos adaptadores para enchufar. Los dispositivos utilizan 24v 0.5A de carga.

¿Estoy planeando algo mal aquí? ¿Hay un mejor enfoque para esta solución?

No quiero enchufar 15 UPS en los puntos nodales, sería mejor tener uno encendido / apagado para encender todos los 15 dispositivos de encendido / apagado.

    
pregunta user2967920

2 respuestas

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Puede ser más simple de lo que piensas.

Los adaptadores de pared que está utilizando son [email protected], que es de 12W. Suponiendo una eficiencia de 0,8, eso es 15W que la red debe proporcionar. Bajo 220V, eso es I = 68.2mA *.

Tiene 15 adaptadores distribuidos a lo largo de 2,5 km, lo que equivale a 166.7 m de cables entre cada adaptador. Los cables AWG10 tienen una resistencia de 3.277Ohms / km, por lo que en cada línea habrá R = 546.3mOhms entre cada adaptador. Como se muestra en el circuito equivalente a continuación (donde he modelado 3 adaptadores de 15), la caída de voltaje experimentada por cada adaptador será el doble de la caída de voltaje en las resistencias de línea (simple y de retorno).

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Tenga en cuenta que los valores de resistencia para los adaptadores son solo para fines de ilustración (es probable que cambien en la realidad), en su lugar se utilizará la corriente I en el peor de los casos calculada anteriormente. Esto se simplifica de esta manera:

simular este circuito

En tu caso, habrá 15 resistencias. Sea i el índice del adaptador considerado, en su caso entre 1 y N = 15. La caída total de voltaje en el adaptador i es por lo tanto:

$$ \ Delta V (i) = \ sum \ limits_ {k = 0} ^ {i-1} 2R (N-k) I $$ $$ i \ en 1,2, ..., 15 $$

El adaptador número 15 tendrá la mayor caída, pero es solo:

O 4% de la tensión de entrada. Ya que tus adaptadores funcionan de 100 a 220 V, estás bien. No es necesario hacer nada más que cablearlos alrededor del campo de fútbol.

Solo para verificar, la potencia máxima disipada (~ en términos de densidad) está en el primer segmento antes del primer adaptador: $$ P_ {disipado} = \ frac {\ Delta V (1) ^ 2} {2 * R} = 1W $$ O 0,6 mW cada 10 cm, no un calentador, no hay problema.

Probablemente debería comprobar la eficiencia de los adaptadores de pared y rehacer los cálculos, pero no debería ser tan malo que todo esto se arroje por la ventana.

*: solo si la caída de voltaje es despreciable en comparación con 220V. De lo contrario, es un proceso iterativo: una segunda iteración con I = Power_device / (220-total caída de tensión) = 71.1mA le dará un valor de caída de tensión más preciso, luego una tercera más precisa, etc. En este caso tengo 1) 8.94V 2) 9.32V 3) 9.335V; Creo que converge a unos 9.34V. En realidad, esto será una sobrestimación, ya que se supone que todas las tomas extraen la misma corriente (la mayor, después de la caída de tensión total) cuando, de hecho, consumen cada vez menos a medida que se acerca al suministro.

    
respondido por el Mister Mystère
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Una mejor opción sería usar dos fases y recorrer la mitad del perímetro con una fase y cubrir la otra mitad con un cable en la otra dirección. De esta manera, puede usar dos fusibles, proporcionar más corriente y no necesita un transformador (dependiendo de sus necesidades de potencia de salida).

Para apagar y encender todos los dispositivos a la vez, es posible que desee considerar un interruptor trifásico en su punto de distribución.

    
respondido por el Jan Krüger

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