Hvordan man beregner spændingsfald langs kabellængden i elektriske netværk

Når spændingsfaldet i et kabel skal beregnes, er det vigtigt at tage hensyn til kabellængden, kernetværsnittet, den induktive reaktans og forbindelsen mellem ledningerne. Med disse baggrundsoplysninger kan du selv beregne spændingsfaldet.

Typer og struktur af tab

Selv det mest effektive elforsyningssystem har en eller anden form for faktisk effekttab. Tabet er forskellen mellem den elektricitet, der gives til brugerne, og den elektricitet, der rent faktisk leveres til dem. Dette skyldes ufuldkommenheder i systemerne og de fysiske egenskaber ved de materialer, som de er fremstillet af.

Den mest almindelige form for eltab i elnet er spændingstab på grund af kabellængder. For at normalisere de finansielle omkostninger og beregne deres faktiske værdi er denne klassifikation blevet udviklet:

1. Teknisk faktor. Den er relateret til de fysiske processers karakteristika og kan variere under indflydelse af belastninger, betingede faste omkostninger og klimatiske forhold.
2. Omkostningerne ved at bruge ekstra forsyninger og skabe de rette betingelser for det tekniske personales arbejde.
3. Kommerciel faktor. Denne gruppe omfatter afvigelser, der skyldes utilstrækkelige måleinstrumenter og andre faktorer, der forårsager underrapportering af elektrisk energi.

De vigtigste årsager til spændingstab

Hovedårsagen til strømtab i kabler er tab i transmissionsledninger. Afstanden fra kraftværket til forbrugerne medfører ikke blot en spændingsafbrydelse, men også et spændingsfald (som, hvis det falder under den tilladte minimumsværdi, ikke blot kan medføre en ineffektiv drift af apparaterne, men endda gøre dem helt ude af stand til at fungere.

Tab i elektriske net kan også skyldes den reaktive komponent i en del af kredsløbet, dvs. tilstedeværelsen af induktive elementer i disse dele (det kan være kommunikations- og sløjfespoler, transformatorer, lav- og højfrekvente drosler, elmotorer).

Måder at reducere tab i elnet

Netbrugeren kan ikke påvirke tabene i en strømledning, men han kan reducere spændingsfaldet i en del af kredsløbet ved at koble elementerne intelligent sammen.

Det er bedre at forbinde kobberkabel til kobberkabel og aluminiumkabel til aluminiumkabel. Det er bedre at minimere antallet af ledningsforbindelser, hvor kernematerialet skifter, da der ikke kun spredes energi på sådanne steder, men også øges varmeudviklingen, hvilket kan være en brandfare, hvis isoleringsniveauet er utilstrækkeligt. I betragtning af den specifikke ledningsevne og resistivitet for kobber og aluminium er det mere energieffektivt at bruge kobber.

Når du planlægger et elektrisk kredsløb, skal induktive elementer som spoler (L), transformatorer og motorer om muligt forbindes parallelt, fordi den samlede induktans i et sådant kredsløb ifølge fysikkens love reduceres, mens den tværtimod øges i serieforbindelse.

Kondensatorenheder (eller RC-filtre i kombination med modstande) anvendes også til at udjævne den reaktive komponent.

Afhængigt af hvordan kondensatorerne og forbrugeren er forbundet, er der flere typer kompensation: personlig, kollektiv og samlet.

1. Ved personlig kompensation er kondensatorerne tilsluttet direkte til det punkt, hvor den reaktive effekt opstår, dvs. deres egen kondensator til en asynkronmotor, en mere til en udladningslampe, en mere til en svejselampe, en mere til en transformator osv. På dette tidspunkt er de indgående kabler aflastet for reaktive strømme til den enkelte bruger.
2. Gruppekompensation indebærer, at en eller flere kondensatorer forbindes med flere elementer med store induktive egenskaber. I denne situation indebærer den regelmæssige samtidige aktivitet af flere brugere overførsel af den samlede reaktive energi mellem belastninger og kondensatorer. Den linje, der leverer elektrisk energi til en gruppe af forbrugere, vil blive aflastet.
3. Totalkompensation omfatter indsættelse af kondensatorer med en regulator i hovedtavlen eller GRS. Den vurderer det aktuelle reaktive strømforbrug og til- og frakobler hurtigt det nødvendige antal kondensatorer. Som følge heraf minimeres den samlede effekt, der tages fra nettet, i overensstemmelse med det øjeblikkelige behov for reaktiv effekt.
4. Alle systemer til kompensation af reaktiv effekt består af et par kondensatorgrene, et par trin, som er dannet specifikt til det elektriske net afhængigt af de potentielle belastninger. Typiske trinstørrelser: 5; 10; 20; 30; 30; 50; 7,5; 12,5; 25 kvar.

For at opnå store trin (100 kvar eller mere) skal du forbinde små trin parallelt. Belastningen af nettene reduceres, koblingsstrømmene og deres interferens reduceres. I net med mange høje harmoniske overtoner i netspændingen beskyttes kondensatorer af drosler.

Automatiske kompensatorer giver følgende fordele for et netværk, der er udstyret med dem:

• reducere belastningen på transformatorerne;
• at forenkle kravene til kablers tværsnit;
• gør det muligt at belaste nettet mere, end det ville være muligt uden kompensation;
• fjerne årsagerne til fald i netspændingen, selv når belastningen er forbundet med lange kabler;
• at øge effektiviteten af mobile brændstoffyrede generatorer;
• gør det lettere at starte elmotorer;
• øge phi cosinus;
• fjerne reaktiv effekt fra kredsløbene;
• beskytte mod overspændinger;
• forbedre reguleringen af netkarakteristika.

Beregningsberegner til beregning af spændingstab i kabler

For alle kabler kan spændingsfaldet beregnes online. Nedenfor findes en online beregner til beregning af tab af kabelspænding.

Beregneren er under udarbejdelse og vil snart være tilgængelig.

Beregning ved hjælp af formlen

Hvis du selv ønsker at beregne spændingsfaldet i et kabel under hensyntagen til kablets længde og andre faktorer, der påvirker tabet, kan du bruge formlen til beregning af spændingsfaldet i et kabel:

ΔU, % = (Un - U) * 100/ Un,

hvor Un er den nominelle spænding ved netindgangen;

U er spændingen ved det enkelte netelement (betragt tabet som en procentdel af den nominelle spænding ved netværksindgangen).

Heraf kan man udlede en formel til beregning af effekttabet:

ΔP, % = (Un - U) * I * 100/ Un,

hvor Un er den nominelle spænding ved netindgangen;

I er den faktiske netstrøm;

U er spændingen ved det enkelte ledningselement (betragt tabet som en procentdel af den nominelle spænding, der er til stede ved indgangen).

Tabel over spændingsfald efter kabellængde

Nedenfor vises et omtrentligt spændingsfald langs en kabellængde (Knorrings tabel). Bestem det nødvendige tværsnit og slå værdien op i den tilsvarende kolonne.

Ledere afgiver varme, når der strømmer strøm. Strømmens størrelse sammen med ledernes modstand er afgørende for tabets størrelse. Hvis du har data om kablets modstand og den mængde strøm, der strømmer igennem dem, kan du finde ud af tabet i kredsløbet.

Tabellerne tager ikke højde for den induktive modstand, da den er for lille og ikke kan være lig med ledningens aktive modstand.

Hvem betaler for tab af elektricitet

Tab ved eltransmission (hvis den foregår over lange afstande) kan være betydeligt. Dette har en indvirkning på den finansielle side. Der tages hensyn til den reaktive komponent ved fastsættelsen af den samlede nominelle takst for husholdninger for strømforbrug.

For enfasede linjer er den allerede inkluderet i omkostningerne under hensyntagen til netparametrene. For juridiske enheder beregnes denne komponent uafhængigt af de aktive belastninger og faktureres særskilt til en særlig sats (billigere end den aktive komponent). Dette skyldes det store antal induktive maskiner (f.eks. elmotorer), der findes i virksomhederne.

Energiregulatoren fastsætter et tilladeligt spændingsfald eller en standard for tab i elnettet. Brugeren betaler for transmissionstab. Set fra forbrugerens synspunkt er det derfor økonomisk fordelagtigt at overveje at reducere dem ved at ændre det elektriske kredsløbs egenskaber.

Relaterede artikler: