När man beräknar förlusten av elektricitet i en kabel är det viktigt att ta hänsyn till dess längd, kärntvärsnitt, specifika induktiva motstånd och trådanslutning. Tack vare denna bakgrundsinformation kommer du att självständigt kunna beräkna spänningsfallet.
Innehåll
Typer och struktur av förluster
Även de mest effektiva strömförsörjningssystemen har en viss effektförlust. Förluster förstås som skillnaden mellan den elektriska energi som ges till användarna och det faktum att den kom till dem. Detta beror på ofullkomligheten i systemen och de fysikaliska egenskaperna hos materialen som de är gjorda av.
Den vanligaste typen av effektbortfall i elnät är förknippad med spänningsförluster på grund av kabellängd.För att normalisera finansiella kostnader och beräkna deras faktiska värde utvecklades följande klassificering:
- teknisk faktor. Det är relaterat till egenskaperna hos fysiska processer och kan förändras under påverkan av belastningar, villkorade fasta kostnader och klimatförhållanden.
- Kostnaden för att använda ytterligare förnödenheter och tillhandahålla de nödvändiga villkoren för den tekniska personalens verksamhet.
- kommersiell faktor. Denna grupp inkluderar avvikelser på grund av ofullkomligheten i instrumentering och andra punkter som framkallar en underskattning av elektrisk energi.
De främsta orsakerna till spänningsbortfall
Den främsta orsaken till förlusten av ström i kabeln är förlusten i kraftledningar. På avstånd från kraftverket till konsumenterna försvinner inte bara kraften från elektricitet, utan också spänningsfallen (som, när de når ett värde som är lägre än det lägsta tillåtna värdet, kan provocera inte bara ineffektiv drift av enheterna, utan också deras fullständiga inoperabilitet.
Dessutom kan förluster i elektriska nätverk orsakas av den reaktiva komponenten i en sektion av en elektrisk krets, det vill säga närvaron av induktiva element i dessa sektioner (dessa kan vara kommunikationsspolar och kretsar, transformatorer, låg- och högfrekventa drosslar, elektriska motorer).
Sätt att minska förluster i elnät
Nätverksanvändaren kan inte påverka förlusterna i kraftöverföringsledningen, men kan minska spänningsfallet i kretssektionen genom att korrekt ansluta dess element.
Det är bättre att ansluta kopparkabel till kopparkabel och aluminiumkabel till aluminiumkabel.Det är bättre att minimera antalet trådanslutningar där kärnmaterialet förändras, eftersom på sådana ställen inte bara energi försvinner utan också värmeutvecklingen ökar, vilket, om nivån på värmeisoleringen är otillräcklig, kan vara en brandrisk. Med tanke på ledningsförmågan och resistiviteten hos koppar och aluminium är det mer effektivt att använda koppar när det gäller energikostnader.
Om möjligt, när du planerar en elektrisk krets, är det bättre att ansluta alla induktiva element som spolar (L), transformatorer och elmotorer parallellt, eftersom enligt fysikens lagar minskar den totala induktansen för en sådan krets, och när seriekopplade, tvärtom ökar den.
Kapacitiva enheter (eller RC-filter i kombination med resistorer) används också för att jämna ut den reaktiva komponenten.
Beroende på principen om att ansluta kondensatorer och konsumenten finns det flera typer av ersättning: personlig, grupp och allmän.
- Med personlig kompensation är kapacitanserna anslutna direkt till platsen där reaktiv effekt uppträder, det vill säga sin egen kondensator - till en asynkronmotor, en till - till en gasurladdningslampa, en till - till en svetsning, en till - för en transformator osv. Vid denna tidpunkt avlastas de inkommande kablarna från reaktiva strömmar till den enskilda användaren.
- Gruppkompensation innebär att en eller flera kondensatorer kopplas till flera element med stora induktiva egenskaper. I denna situation är den regelbundna samtidiga aktiviteten för flera konsumenter förknippad med överföringen av total reaktiv energi mellan laster och kondensatorer. Ledningen som levererar elektrisk energi till en grupp belastningar kommer att avlastas.
- Allmän kompensation innebär införande av kondensatorer med regulator i huvudcentralen, eller huvudcentralen. Den utvärderar den faktiska förbrukningen av reaktiv effekt och ansluter och kopplar snabbt från erforderligt antal kondensatorer. Som ett resultat reduceras den totala effekten som tas från nätverket till ett minimum i enlighet med det momentana värdet av den erforderliga reaktiva effekten.
- Alla installationer för reaktiv effektkompensation inkluderar ett par kondensatorgrenar, ett par steg, som är utformade specifikt för det elektriska nätverket, beroende på potentiella belastningar. Typiska mått på steg: 5; tio; tjugo; trettio; femtio; 7,5; 12,5; 25 kvm
För att få stora steg (100 eller fler kvar) kopplas små parallellt. Belastningarna på nätverket reduceras, kopplingsströmmarna och deras störningar reduceras. I nät med många höga övertoner av nätspänningen är kondensatorerna skyddade av droslar.
Automatiska kompensatorer ger nätverket som är utrustat med dem följande fördelar:
- minska belastningen på transformatorer;
- göra kraven på kabeltvärsnitt enklare;
- göra det möjligt att belasta elnätet mer än möjligt utan kompensation;
- eliminera orsakerna till en minskning av nätspänningen, även när lasten är ansluten med långa kablar;
- öka effektiviteten hos mobila generatorer på bränsle;
- göra det lättare att starta elmotorer;
- öka cosinus phi;
- eliminera reaktiv effekt från kretsarna;
- skydda mot överspänningar;
- förbättra justering av nätverksprestanda.
Kalkylator för kabelspänningsförlust
För vilken kabel som helst kan beräkning av spänningsförlust göras online. Nedan finns en kalkylator för spänningskabelförlust online.
Kalkylatorn är under utveckling och kommer snart att finnas tillgänglig.
Formelberäkning
Om du självständigt vill beräkna vad spänningsfallet i tråden är, med tanke på dess längd och andra faktorer som påverkar förlusterna, kan du använda formeln för att beräkna spänningsfallet i kabeln:
ΔU, % = (Un - U) * 100 / Un,
där Omärkspänning vid ingången till nätverket;
U är spänningen på ett separat nätelement (förlusterna beräknas som en procentandel av den nominella spänningen som finns vid ingången).
Från detta kan vi härleda formeln för att beräkna energiförluster:
ΔP,% = (Un - U) * I * 100 / Un,
där Omärkspänning vid ingången till nätverket;
I är den faktiska nätverksströmmen;
U är spänningen på ett separat nätelement (förlusterna beräknas som en procentandel av den nominella spänningen som finns vid ingången).
Tabell över spänningsförluster längs kabelns längd
Nedan visas de ungefärliga spänningsfallen längs kabelns längd (Knorringtabell). Vi bestämmer önskad sektion och tittar på värdet i motsvarande kolumn.
| ΔU, % | Lastmoment för kopparledare, kW∙m, tvåtrådsledningar för spänning 220 V | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Med ledartvärsnitt s, mm², lika med | ||||||
| 1,5 | 2,5 | 4 | 6 | 10 | 16 | |
| 1 | 18 | 30 | 48 | 72 | 120 | 192 |
| 2 | 36 | 60 | 96 | 144 | 240 | 384 |
| 3 | 54 | 90 | 144 | 216 | 360 | 576 |
| 4 | 72 | 120 | 192 | 288 | 480 | 768 |
| 5 | 90 | 150 | 240 | 360 | 600 | 960 |
Trådtrådar utstrålar värme när ström flyter. Storleken på strömmen, tillsammans med ledarnas resistans, bestämmer graden av förlust. Om du har data om kabelns motstånd och mängden ström som passerar genom dem, kan du ta reda på mängden förluster i kretsen.
Tabellerna tar inte hänsyn till induktiv reaktans, som när du använder kablar är den för liten och kan inte vara lika aktiv.
Vem betalar för elförluster
Förluster av el under överföring (om den överförs över långa avstånd) kan vara betydande. Detta påverkar den ekonomiska sidan av frågan. Den reaktiva komponenten beaktas vid bestämning av den allmänna tariffen för användning av märkström för befolkningen.
För enfasledningar är det redan inkluderat i priset, med hänsyn till nätverksparametrarna. För juridiska personer beräknas denna komponent oberoende av aktiva belastningar och anges separat i den tillhandahållna fakturan, till ett specialpris (billigare än aktiv). Detta görs på grund av närvaron i företag av ett stort antal induktionsmekanismer (till exempel elmotorer).
Energitillsynsmyndigheter fastställer det tillåtna spänningsfallet, eller standarden för förluster i elnät. Användaren betalar för förlusterna vid kraftöverföring. Därför, från konsumentens synvinkel, är det ekonomiskt fördelaktigt att tänka på hur man kan minska dem genom att ändra egenskaperna hos den elektriska kretsen.
Liknande artiklar:
