Ako vypočítať pokles napätia po dĺžke kábla v elektrických sieťach

Pri výpočte straty elektrickej energie v kábli je dôležité vziať do úvahy jeho dĺžku, prierezy žíl, špecifický indukčný odpor a pripojenie vodičov. Vďaka týmto informáciám na pozadí budete môcť nezávisle vypočítať pokles napätia.

Druhy a štruktúra strát

Dokonca aj tie najefektívnejšie systémy napájania majú určitú skutočnú stratu energie. Straty sú chápané ako rozdiel medzi elektrickou energiou poskytnutou užívateľom a skutočnosťou, že k nim prišla. Je to spôsobené nedokonalosťou systémov a fyzikálnymi vlastnosťami materiálov, z ktorých sú vyrobené.

Najbežnejší typ straty výkonu v elektrických sieťach je spojený so stratami napätia v dôsledku dĺžky kábla.Na normalizáciu finančných nákladov a výpočet ich skutočnej hodnoty bola vyvinutá nasledujúca klasifikácia:

1. technický faktor. Súvisí s vlastnosťami fyzikálnych procesov a môže sa meniť pod vplyvom zaťaženia, podmienených fixných nákladov a klimatických okolností.
2. Náklady na použitie dodatočných zásob a zabezpečenie nevyhnutných podmienok pre činnosť technického personálu.
3. komerčný faktor. Do tejto skupiny patria odchýlky v dôsledku nedokonalosti prístrojového vybavenia a iných bodov, ktoré vyvolávajú podceňovanie elektrickej energie.

Hlavné príčiny straty napätia

Hlavným dôvodom straty výkonu v kábli je strata elektrického vedenia. Vo vzdialenosti od elektrárne k spotrebiteľom sa rozptýli nielen sila elektrickej energie, ale aj poklesy napätia (ktoré pri dosiahnutí hodnoty nižšej ako je minimálna prípustná hodnota môžu vyvolať nielen neefektívnu prevádzku zariadení, ale aj ich úplná nefunkčnosť.

Straty v elektrických sieťach môžu byť spôsobené aj reaktívnou zložkou časti elektrického obvodu, to znamená prítomnosťou akýchkoľvek indukčných prvkov v týchto častiach (môžu to byť komunikačné cievky a obvody, transformátory, nízkofrekvenčné a vysokofrekvenčné tlmivky, elektromotory).

Spôsoby zníženia strát v elektrických sieťach

Užívateľ siete nemôže ovplyvniť straty vo vedení na prenos energie, ale môže znížiť úbytok napätia v časti obvodu správnym pripojením jeho prvkov.

Je lepšie pripojiť medený kábel k medenému káblu a hliníkový kábel k hliníkovému káblu.Je lepšie minimalizovať počet drôtových spojení, kde sa mení materiál jadra, pretože na takýchto miestach sa nielen rozptyľuje energia, ale zvyšuje sa aj tvorba tepla, čo môže pri nedostatočnej úrovni tepelnej izolácie predstavovať nebezpečenstvo požiaru. Vzhľadom na vodivosť a merný odpor medi a hliníka je z hľadiska nákladov na energiu efektívnejšie použiť meď.

Ak je to možné, pri plánovaní elektrického obvodu je lepšie pripojiť akékoľvek indukčné prvky, ako sú cievky (L), transformátory a elektromotory paralelne, pretože podľa fyzikálnych zákonov celková indukčnosť takéhoto obvodu klesá a keď zapojené do série sa naopak zvyšuje.

Na vyhladenie reaktívnej zložky sa používajú aj kapacitné jednotky (alebo RC filtre v kombinácii s odpormi).

V závislosti od princípu pripojenia kondenzátorov a spotrebiteľa existuje niekoľko typov kompenzácie: osobné, skupinové a všeobecné.

1. S osobnou kompenzáciou sú kapacity pripojené priamo k miestu, kde sa objavuje jalový výkon, to znamená ich vlastný kondenzátor - k asynchrónnemu motoru, jeden ďalší - k plynovej výbojke, jeden ďalší - k zváraciemu, jeden ďalší - na transformátor atď. V tomto bode sú prichádzajúce káble vyložené z jalových prúdov k jednotlivému užívateľovi.
2. Skupinová kompenzácia zahŕňa pripojenie jedného alebo viacerých kondenzátorov k niekoľkým prvkom s veľkými indukčnými charakteristikami. V tejto situácii je pravidelná súčasná činnosť niekoľkých spotrebiteľov spojená s prenosom celkovej reaktívnej energie medzi záťažami a kondenzátormi. Vedenie, ktoré dodáva elektrickú energiu skupine záťaží, sa vyloží.
3. Všeobecná kompenzácia zahŕňa vloženie kondenzátorov s regulátorom do hlavného rozvádzača alebo hlavného rozvádzača. Vyhodnocuje skutočnú spotrebu jalového výkonu a rýchlo pripája a odpája potrebný počet kondenzátorov. V dôsledku toho sa celkový výkon odoberaný zo siete zníži na minimum v súlade s okamžitou hodnotou požadovaného jalového výkonu.
4. Všetky zariadenia na kompenzáciu jalového výkonu obsahujú pár kondenzátorových vetiev, pár stupňov, ktoré sú vytvorené špeciálne pre elektrickú sieť v závislosti od potenciálneho zaťaženia. Typické rozmery stupňov: 5; desať; dvadsať; tridsať; päťdesiat; 7,5; 12,5; 25 štvorcových

Na získanie veľkých krokov (100 alebo viac kvar) sú malé zapojené paralelne. Znižuje sa zaťaženie siete, spínacie prúdy a ich rušenie. V sieťach s mnohými vysokými harmonickými sieťovým napätím sú kondenzátory chránené tlmivkami.

Automatické kompenzátory poskytujú sieti nimi vybavenej nasledujúce výhody:

• znížiť zaťaženie transformátorov;
• zjednodušiť požiadavky na prierez káblov;
• umožniť zaťažiť elektrickú sieť viac ako je možné bez kompenzácie;
• odstrániť príčiny poklesu sieťového napätia, aj keď je záťaž pripojená dlhými káblami;
• zvýšiť účinnosť mobilných generátorov na palivo;
• uľahčiť štartovanie elektromotorov;
• zvýšiť kosínus phi;
• eliminovať jalový výkon z obvodov;
• chrániť pred prepätím;
• zlepšiť nastavenie výkonu siete.

Kalkulačka straty napätia na kábli

Pre akýkoľvek kábel je možné vykonať výpočet straty napätia online. Nižšie je uvedená online kalkulačka straty napäťového kábla.

Kalkulačka je vo vývoji a čoskoro bude dostupná.

Výpočet vzorca

Ak chcete nezávisle vypočítať, aký je pokles napätia v drôte, vzhľadom na jeho dĺžku a ďalšie faktory ovplyvňujúce straty, môžete použiť vzorec na výpočet poklesu napätia v kábli:

ΔU, % = (Un - U) * 100 / Un,

kde Un - menovité napätie na vstupe do siete;

U je napätie na samostatnom sieťovom prvku (straty sú vypočítané ako percento menovitého napätia prítomného na vstupe).

Z toho môžeme odvodiť vzorec na výpočet energetických strát:

ΔP,% = (Un - U) * I * 100 / Un,

kde Un - menovité napätie na vstupe do siete;

I je skutočný sieťový prúd;

U je napätie na samostatnom sieťovom prvku (straty sú vypočítané ako percento menovitého napätia prítomného na vstupe).

Tabuľka strát napätia po dĺžke kábla

Nižšie sú uvedené približné poklesy napätia po dĺžke kábla (Knorringova tabuľka). Určíme požadovaný úsek a pozrieme sa na hodnotu v príslušnom stĺpci.

Drôtové pramene vyžarujú teplo, keď tečie prúd. Veľkosť prúdu spolu s odporom vodičov určuje mieru straty. Ak máte údaje o odpore kábla a veľkosti prúdu, ktorý nimi prechádza, môžete zistiť veľkosť strát v obvode.

Tabuľky nezohľadňujú indukčnú reaktanciu, as pri použití drôtov je príliš malý a nemôže byť aktívny.

Kto platí straty elektriny

Straty elektriny počas prenosu (ak sa prenáša na veľké vzdialenosti) môžu byť značné. To ovplyvňuje finančnú stránku problému. Pri určovaní všeobecnej tarify za používanie menovitého prúdu pre obyvateľstvo sa berie do úvahy jalová zložka.

Pri jednofázových vedeniach je už v cene s prihliadnutím na parametre siete. Pre právnické osoby sa táto zložka počíta bez ohľadu na aktívne zaťaženie a je uvedená samostatne v poskytnutej faktúre za špeciálnu sadzbu (lacnejšiu ako aktívnu). Deje sa tak v dôsledku prítomnosti veľkého počtu indukčných mechanizmov (napríklad elektromotorov) v podnikoch.

Orgány energetického dozoru stanovujú prípustný pokles napätia alebo normu pre straty v elektrických sieťach. Užívateľ hradí straty pri prenose energie. Preto je z pohľadu spotrebiteľa ekonomicky výhodné zamyslieť sa nad tým, ako ich znížiť zmenou charakteristík elektrického obvodu.

Podobné články: