A kábel elektromos veszteségének kiszámításakor fontos figyelembe venni a kábel hosszát, magkeresztmetszetét, fajlagos induktív ellenállását és vezetékcsatlakozását. Ennek a háttérinformációnak köszönhetően Ön képes lesz önállóan kiszámítani a feszültségesést.
Tartalom
A veszteségek fajtái és szerkezete
Még a leghatékonyabb áramellátó rendszereknek is vannak tényleges teljesítményveszteségei. A veszteségek alatt a felhasználóknak adott elektromos energia és a hozzájuk jutás közötti különbséget értjük. Ennek oka a rendszerek tökéletlensége és az anyagok fizikai tulajdonságai, amelyekből készültek.
Az elektromos hálózatokban az áramkimaradás leggyakoribb típusa a kábelhosszúság miatti feszültségveszteséggel jár.A pénzügyi kiadások normalizálása és tényleges értékük kiszámítása érdekében a következő osztályozást dolgozták ki:
- technikai tényező. A fizikai folyamatok sajátosságaihoz kapcsolódik, és változhat a terhelések, a feltételes fix költségek és az éghajlati viszonyok hatására.
- A kiegészítő készletek igénybevételének és a műszaki személyzet tevékenységéhez szükséges feltételek biztosításának költsége.
- kereskedelmi tényező. Ebbe a csoportba tartoznak a műszerek tökéletlenségéből adódó eltérések és egyéb olyan pontok, amelyek az elektromos energia alulbecslését idézik elő.
A feszültségvesztés fő okai
A kábel áramkimaradásának fő oka az elektromos vezetékek elvesztése. Az erőműtől a fogyasztóktól való távolságban nemcsak az elektromos áram teljesítménye disszipálódik, hanem a feszültségesések is (ami a megengedett minimális értéknél kisebb érték elérésekor nemcsak az eszközök rossz működését, hanem teljes működésképtelenségüket.
Az elektromos hálózatok veszteségeit az elektromos áramkör egy részének reaktív komponense is okozhatja, vagyis bármely induktív elem jelenléte ezekben a szakaszokban (ezek lehetnek kommunikációs tekercsek és áramkörök, transzformátorok, alacsony és nagyfrekvenciás fojtótekercsek, villanymotorok).
Az elektromos hálózatok veszteségének csökkentésének módjai
A hálózathasználó nem tudja befolyásolni az erőátviteli vezeték veszteségeit, de elemeinek megfelelő csatlakoztatásával csökkentheti az áramköri szakasz feszültségesését.
Jobb, ha rézkábelt csatlakoztat a rézkábelhez, és alumínium kábelt az alumínium kábelhez.Érdemes minimalizálni a vezetékcsatlakozások számát, ahol a maganyag változik, hiszen ilyen helyeken nem csak az energia disszipációja, hanem a hőtermelés is megnő, ami nem megfelelő hőszigetelés esetén tűzveszélyes lehet. Tekintettel a réz és az alumínium vezetőképességére és fajlagos ellenállására, az energiaköltségek szempontjából hatékonyabb a réz használata.
Ha lehetséges, az elektromos áramkör tervezésekor jobb az induktív elemeket, például tekercseket (L), transzformátorokat és villanymotorokat párhuzamosan csatlakoztatni, mivel a fizika törvényei szerint egy ilyen áramkör teljes induktivitása csökken, és amikor sorba kapcsolva, éppen ellenkezőleg, növekszik.
A reaktív komponens simítására kapacitív egységeket (vagy RC szűrőket ellenállásokkal kombinálva) is használnak.
A kondenzátorok és a fogyasztó csatlakoztatásának elvétől függően többféle kompenzáció létezik: személyes, csoportos és általános.
- Személyes ellentételezéssel a kapacitások közvetlenül a meddőteljesítmény megjelenési helyére csatlakoznak, azaz a saját kondenzátoruk - aszinkron motorhoz, még egy - gázkisüléses lámpához, még egy - hegesztőhöz, még egy - transzformátor stb. Ezen a ponton a bejövő kábelek a meddőáramokról lekerülnek az egyéni felhasználóra.
- A csoportkompenzáció magában foglalja egy vagy több kondenzátor csatlakoztatását több nagy induktív karakterisztikával rendelkező elemhez. Ebben a helyzetben több fogyasztó rendszeres egyidejű tevékenysége a teljes reaktív energia terhelések és kondenzátorok közötti átvitelével jár. Az a vezeték, amely egy terheléscsoportot elektromos energiával lát el, tehermentesül.
- Az általános kompenzáció magában foglalja a szabályozóval ellátott kondenzátorok behelyezését a főkapcsolótáblába vagy a főkapcsolótáblába. Kiértékeli a tényleges meddőteljesítmény-fogyasztást, és gyorsan csatlakoztatja és leválasztja a szükséges számú kondenzátort. Ennek eredményeként a hálózatból felvett teljes teljesítmény a szükséges meddőteljesítmény pillanatnyi értékének megfelelően minimálisra csökken.
- Minden meddőteljesítmény-kiegyenlítő berendezés tartalmaz egy pár kondenzátor ágat, egy pár fokozatot, amelyeket kifejezetten az elektromos hálózathoz alakítanak ki, a potenciális terhelésektől függően. A lépcsők jellemző méretei: 5; tíz; húsz; harminc; ötven; 7,5; 12,5; 25 négyzetméter
Nagy lépések (100 vagy több kvar) megszerzéséhez a kicsiket párhuzamosan kell csatlakoztatni. Csökkennek a hálózat terhelései, csökkennek a kapcsolási áramok és azok zavarása. Azokban a hálózatokban, ahol a hálózati feszültség sok felharmonikusa van, a kondenzátorokat fojtótekercsek védik.
Az automatikus kompenzátorok a következő előnyökkel látják el a velük felszerelt hálózatot:
- csökkenti a transzformátorok terhelését;
- a kábelkeresztmetszet követelményeinek egyszerűsítése;
- lehetővé teszi az elektromos hálózat kompenzáció nélkül a lehetségesnél nagyobb terhelését;
- megszünteti a hálózati feszültség csökkenésének okait, még akkor is, ha a terhelést hosszú kábelek csatlakoztatják;
- az üzemanyaggal működő mobil generátorok hatékonyságának növelése;
- megkönnyíti az elektromos motorok indítását;
- koszinusz phi növelése;
- távolítsa el a meddő teljesítményt az áramkörökből;
- túlfeszültség elleni védelem;
- javítja a hálózati teljesítmény beállítását.
Kábelfeszültség veszteség kalkulátor
Bármely kábel esetén a feszültségveszteség számítása elvégezhető online. Az alábbiakban egy online feszültségkábel-veszteség-kalkulátor található.
A kalkulátor fejlesztés alatt áll, hamarosan elérhető lesz.
Képlet számítás
Ha önállóan szeretné kiszámítani, hogy mekkora a vezeték feszültségesése, figyelembe véve annak hosszát és a veszteségeket befolyásoló egyéb tényezőket, használhatja a képletet a kábel feszültségesésének kiszámításához:
ΔU, % = (Un - U) * 100 / Un,
ahol - névleges feszültség a hálózat bemenetén;
U a különálló hálózati elem feszültsége (a veszteségeket a bemeneten lévő névleges feszültség százalékában számítjuk).
Ebből levezethetjük az energiaveszteségek kiszámításának képletét:
ΔP,% = (Un - U) * I * 100 / Un,
ahol - névleges feszültség a hálózat bemenetén;
I a tényleges hálózati áram;
U a különálló hálózati elem feszültsége (a veszteségeket a bemeneten lévő névleges feszültség százalékában számítjuk).
Feszültségveszteségek táblázata a kábel hossza mentén
Alább láthatók a hozzávetőleges feszültségesések a kábel hossza mentén (Knorring táblázat). Meghatározzuk a kívánt szakaszt, és megnézzük az értéket a megfelelő oszlopban.
| ΔU, % | Terhelési nyomaték rézvezetékekhez, kW∙m, kétvezetékes vezetékekhez 220 V feszültséghez | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| A vezető keresztmetszetével s, mm², egyenlő | ||||||
| 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 |
A huzalszálak hőt sugároznak, amikor áram folyik. Az áram nagysága a vezetők ellenállásával együtt meghatározza a veszteség mértékét. Ha rendelkezik adatokkal a kábel ellenállásáról és a rajtuk áthaladó áram nagyságáról, megtudhatja, mekkora veszteség van az áramkörben.
A táblázatok nem veszik figyelembe az induktív reaktanciát, mint vezetékek használatakor túl kicsi, és nem egyenlő az aktívval.
Ki fizeti az áramveszteséget
Az átvitel során bekövetkező villamosenergia-veszteségek (ha azt nagy távolságra továbbítják) jelentősek lehetnek. Ez érinti a kérdés pénzügyi oldalát. A reaktív komponenst figyelembe veszik a lakosság névleges áramhasználatának általános díjának meghatározásakor.
Egyfázisú vezetékeknél a hálózati paraméterek figyelembevételével már benne van az árban. Jogi személyek esetében ez a komponens az aktív terhelésektől függetlenül kerül kiszámításra, és külön feltüntetésre kerül a mellékelt számlán, speciális áron (olcsóbb, mint az aktív). Ez annak köszönhető, hogy a vállalkozásokban nagyszámú indukciós mechanizmus (például villanymotor) van jelen.
Az energiafelügyelő hatóságok megállapítják a megengedett feszültségesést, illetve az elektromos hálózatok veszteségeinek szabványát. Az energiaátvitel során keletkező veszteségekért a felhasználó fizet. Ezért a fogyasztó szempontjából gazdaságilag előnyös elgondolkodni azon, hogyan lehet ezeket csökkenteni az elektromos áramkör jellemzőinek megváltoztatásával.
Hasonló cikkek:
