Aprēķinot sprieguma kritumu kabelī, ir svarīgi ņemt vērā kabeļa garumu, serdes šķērsgriezumu, induktīvo reaktanci un vadu savienojumu. Izmantojot šo pamatinformāciju, varat paši aprēķināt sprieguma kritumu.
Saturs
Zaudējumu veidi un struktūra
Pat visefektīvākajā elektroapgādes sistēmā ir zināma veida faktiskie jaudas zudumi. Zaudējumi ir starpība starp lietotājiem nodoto un faktiski piegādāto elektroenerģiju. Tas ir saistīts ar sistēmu nepilnībām un materiālu, no kuriem tās ir izgatavotas, fizikālajām īpašībām.
Visizplatītākais elektroenerģijas zudumu veids elektrotīklos ir saistīts ar sprieguma zudumiem kabeļu garumā. Lai normalizētu finanšu izmaksas un aprēķinātu to faktisko vērtību, ir izstrādāta šī klasifikācija:
- Tehniskais faktors. Tas ir saistīts ar fizikālo procesu raksturlielumiem un var mainīties slodžu, nosacīto fiksēto izmaksu un klimatisko apstākļu ietekmē.
- Izmaksas, kas saistītas ar papildu aprīkojuma izmantošanu un tehniskā personāla darbam nepieciešamo apstākļu nodrošināšanu.
- Komerciālais faktors. Šajā grupā ietilpst novirzes, ko izraisa neatbilstoši mērinstrumenti un citi faktori, kas izraisa nepietiekamu elektroenerģijas uzskaiti.
Galvenie sprieguma zudumu cēloņi
Galvenais jaudas zudumu cēlonis kabeļos ir zudumi pārvades līnijās. Attālums no elektrostacijas līdz patērētājiem ne tikai izkliedē elektroenerģiju, bet arī rada sprieguma kritumu (kas, ja tas ir mazāks par minimālo pieļaujamo vērtību, var izraisīt ne tikai neefektīvu ierīču darbību, bet arī to pilnīgu nederīgumu.
Zaudējumus elektrotīklos var radīt arī ķēdes posma reaktīvā komponente, t. i., induktīvo elementu klātbūtne šajos posmos (tie var būt sakaru un cilpu spoles, transformatori, zemas un augstas frekvences droseļi, elektromotori).
Zaudējumu samazināšanas veidi elektrotīklos
Tīkla lietotājs nevar ietekmēt zudumus elektrolīnijā, taču viņš var samazināt sprieguma kritumu ķēdes posmā, gudri savienojot tās elementus.
Labāk ir savienot vara kabeli ar vara kabeli un alumīnija kabeli ar alumīnija kabeli. Labāk ir samazināt vadu savienojumu skaitu vietās, kur mainās serdes materiāls, jo šādās vietās ne tikai tiek izkliedēta enerģija, bet arī palielinās siltuma izdalīšanās, kas var radīt ugunsbīstamību, ja izolācijas līmenis ir nepietiekams. Ņemot vērā vara un alumīnija īpatnējo elektrovadītspēju un pretestību, energoefektīvāk ir izmantot varu.
Ja iespējams, plānojot elektrisko ķēdi, visi induktīvie elementi, piemēram, spoles (L), transformatori un motori, būtu jāsavieno paralēli, jo saskaņā ar fizikas likumiem šādas ķēdes kopējā induktivitāte samazinās, bet virknveida savienojumā, gluži pretēji, tā palielinās.
Reaktīvās komponentes izlīdzināšanai tiek izmantoti arī kondensatoru bloki (vai RC filtri kombinācijā ar rezistoriem).
Atkarībā no tā, kā kondensatori un patērētājs ir savienoti, pastāv vairāki kompensācijas veidi: personīgā, grupas un kopējā.
- Personīgajā kompensācijā kondensatori tiek pieslēgti tieši vietai, kur rodas reaktīvā jauda, t. i., savs kondensators asinhronam motoram, vēl viens - izlādes lampai, vēl viens - metināšanas lampai, vēl viens - transformatoram utt. Šajā brīdī ienākošie kabeļi tiek atslogoti no reaktīvajām strāvām līdz atsevišķam lietotājam.
- Grupu kompensācija ietver viena vai vairāku kondensatoru pieslēgšanu vairākiem elementiem ar lielām induktīvajām īpašībām. Šādā situācijā vairāku lietotāju regulāra vienlaicīga darbība ietver kopējās reaktīvās enerģijas pārnesi starp slodzēm un kondensatoriem. Līnija, kas piegādā elektroenerģiju slodžu grupai, tiks izkrauta.
- Kopējā kompensācija ietver kondensatoru ar regulatoru ievietošanu galvenajā sadales skapī jeb GRS. Tas novērtē pašreizējo reaktīvās jaudas patēriņu un ātri pieslēdz un atvieno nepieciešamo kondensatoru skaitu. Rezultātā kopējā no elektrotīkla patērētā jauda tiek samazināta līdz minimumam atbilstoši momentānai reaktīvās jaudas prasībai.
- Visas reaktīvās jaudas kompensācijas sistēmas sastāv no kondensatoru zaru pāra, posmu pāra, kas tiek veidoti speciāli elektrotīklam atkarībā no potenciālajām slodzēm. Tipiski soļu lielumi: 5; 10; 20; 30; 50; 7,5; 12,5; 25 kvar.
Lai iegūtu lielus soļus (100 vai vairāk kvar), paralēli savienojiet mazus soļus. Tiek samazināta tīklu slodze, komutācijas strāvas un to traucējumi. Tīklos ar daudzām augstām tīkla sprieguma harmonikām kondensatorus aizsargā ar droselēm.
Automātiskie kompensatori nodrošina šādas priekšrocības ar tiem aprīkotam tīklam:
- samazināt transformatoru slodzi;
- vienkāršot kabeļu šķērsgriezuma prasības;
- ļauj noslogot tīklu vairāk, nekā tas būtu iespējams bez kompensācijas;
- novērst tīkla sprieguma krituma cēloņus, pat ja slodze ir savienota ar gariem kabeļiem;
- palielināt ar degvielu darbināmu mobilo ģeneratoru efektivitāti;
- atvieglo elektromotoru iedarbināšanu;
- palielināt fi kosinusu;
- izslēgt reaktīvo jaudu no ķēdēm;
- aizsargā pret pārspriegumiem;
- uzlabot tīkla raksturlielumu regulēšanu.
Kabeļa sprieguma zudumu aprēķināšanas kalkulators
Jebkuram kabelim sprieguma krituma aprēķinu var veikt tiešsaistē. Zemāk ir pieejams tiešsaistes kabeļa sprieguma zudumu kalkulators.
Kalkulators ir izstrādes procesā un drīzumā būs pieejams.
Aprēķins pēc formulas
Ja vēlaties paši aprēķināt sprieguma kritumu kabelī, ņemot vērā kabeļa garumu un citus faktorus, kas ietekmē zudumus, varat izmantot sprieguma krituma aprēķina formulu:
ΔU, % = (Un - U) * 100/ Un,
kur Un ir nominālais spriegums tīkla ieejā;
U ir spriegums atsevišķā tīkla elementā (ņem vērā zudumus kā procentuālo daļu no nominālā sprieguma, kas ir tīkla ievadā).
No tā var iegūt formulu jaudas zudumu aprēķināšanai:
ΔP, % = (Un - U) * I * 100/ Un,
kur Un ir nominālais spriegums tīkla ieejā;
I ir faktiskā tīkla strāva;
U - spriegums atsevišķā līnijas elementā (ņem vērā zudumus procentos no nominālā sprieguma pie ieejas).
Sprieguma kritumu tabula pēc kabeļa garuma
Zemāk ir norādīts aptuvenais sprieguma kritums kabeļa garumā (Knoringa tabula). Nosakiet vajadzīgo šķērsgriezumu un meklējiet vērtību attiecīgajā slejā.
| ΔU, % | Slodzes moments vara vadiem, kW∙m, divu vadu līnijas 220 V | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Pie vadu šķērsgriezuma s, mm², kas vienāds ar | ||||||
| 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 |
Strāvas plūsmas laikā vadi izstaro siltumu. Strāvas lielums kopā ar vadītāju pretestību nosaka zudumu pakāpi. Ja jums ir dati par kabeļa pretestību un caur tiem plūstošās strāvas daudzumu, varat noskaidrot, cik lieli ir zudumi ķēdē.
Tabulās nav ņemta vērā induktīvā pretestība, jo tā ir pārāk maza un nevar būt vienāda ar vada aktīvo pretestību.
Kas maksā par elektroenerģijas zudumiem
Elektroenerģijas pārvades zudumi (ja to pārraida lielos attālumos) var būt ievērojami. Tam ir ietekme uz finanšu jomu. Reaktīvo komponenti ņem vērā, nosakot kopējo nominālo elektroenerģijas patēriņa tarifu mājsaimniecībām.
Vienfāžu līnijām tas jau ir iekļauts izmaksās, ņemot vērā tīkla parametrus. Juridiskām personām šī komponente tiek aprēķināta neatkarīgi no aktīvajām slodzēm, un par to rēķins tiek izrakstīts atsevišķi, piemērojot īpašu likmi (lētāku nekā par aktīvo komponenti). Tas ir saistīts ar to, ka uzņēmumos ir liels skaits induktīvo iekārtu (piemēram, elektromotoru).
Enerģijas regulators nosaka pieļaujamo sprieguma kritumu jeb elektroenerģijas tīkla zudumu standartu. Par pārvades zudumiem maksā lietotājs. Tāpēc no patērētāja viedokļa ir ekonomiski izdevīgi apsvērt to samazināšanu, mainot elektriskās ķēdes raksturlielumus.
Saistītie raksti:
