在計算電纜中的電壓降時,重要的是要考慮其長度、橫截面積、感應電阻、電線連接。使用此參考信息,您可以進行自己的電壓降計算。
損失的類型和結構
即使是最高效的電源系統也會有某種實際的功率損耗。損失被定義為提供給用戶的電力與實際交付給他們的電力之間的差額。這是由於系統的缺陷和製造它們的材料的物理特性造成的。
電網中最常見的功率損耗類型與電纜長度的電壓損耗有關。為了標準化財務成本併計算其實際價值,制定了這樣的分類:
- 技術因素。它與物理過程的特性有關,並可能在負載、有條件的固定成本和氣候環境的影響下發生變化。
- 使用額外用品和為技術人員的活動提供適當條件的成本。
- 商業因素。該組包括由於控制和測量設備的不完善以及其他引起對電能的低估的因素造成的偏差。
電壓損失的主要原因
電纜中功率損耗的主要原因是電源線中的損耗。從發電廠到消費者的距離不僅會消耗功率,還會導致電壓下降(如果低於最低允許值,不僅會導致設備運行效率低下,甚至會導致設備完全無法運行。
電氣網絡中的損耗也可能由電路部分的電抗組件引起,即這些部分中存在任何電感元件(這些可能是通信和環路線圈、變壓器、低頻和高頻扼流圈、電動機)。
減少電網損耗的方法
網絡的用戶不能影響電源線的損耗,但可以通過適當地佈線來降低電路部分的電壓降。
最好將銅線連接到銅線,鋁線連接到鋁線。芯線材料發生變化的電線連接數量最好減少到最低限度,因為在這些地方不僅會消耗能量,還會增加熱量產生,如果隔熱水平不足,可能會著火危險的。鑑於銅和鋁的特定電導率和電阻率值,使用銅更節能。
如果可能,在規劃電路時,最好將任何電感元件(如線圈 (L)、變壓器和電機)並聯連接,因為根據物理定律,這樣的電路的總電感會減小,而串聯連接, 反而增加。
為了消除無功分量,還使用了電容器單元(或與電阻器結合的 RC 濾波器)。
根據電容器和消費者的連接方式,有幾種類型的補償:個人、團體和一般。
- 在個人補償中,電容直接連接到發生無功功率的點,即自己的電容器連接到感應電機,一個連接到放電燈,一個連接到焊接燈,一個連接到變壓器等。此時,進線電纜減輕了對單個用戶的無功電流。
- 組補償涉及將一個或多個電容器連接到幾個具有大電感特性的元件。在這種情況下,多個用戶的定期同時活動涉及負載和電容器之間總無功能量的轉移。向負載組提供電能的線路將被卸載。
- 總補償涉及在主配電板或 GRES 中插入帶有穩壓器的電容器。它評估當前的無功功耗并快速連接和斷開所需數量的電容器。結果,根據所需的瞬時無功功率量,從網絡中獲取的總功率最小化。
- 所有無功功率補償單元都由一對電容器支路、一對級組成,它們是根據潛在負載專門為電網形成的。典型步長為 5; 10個; 20; 30; 50; 7.5; 12.5; 25 千瓦。
要購買大步(100 或更多 kvar),請並聯小步。減少了電網負載,減少了開關電流及其乾擾。在具有許多電源電壓高次諧波的網絡中,電容器由扼流圈保護。
自動補償器為配備它們的網絡提供了以下優勢:
- 減少變壓器的負載;
- 更容易滿足電纜橫截面要求;
- 使電網的負載可能超過沒有補償的情況;
- 消除網絡電壓降低的原因,即使負載通過長電纜連接;
- 提高移動燃料發電機的效率;
- 更容易啟動電動機;
- 增加餘弦 phi;
- 消除電路中的無功功率;
- 防止過電壓;
- 完善電網特性調控。
電纜電壓損耗計算器
對於任何電纜,電壓損耗計算都可以在線完成。下面是一個在線電壓電纜損耗計算器。
該計算器正在開發中,它將很快推出。
使用公式計算
如果你想自己計算電線的電壓降,考慮到它的長度和其他影響損耗的因素,你可以使用計算電纜電壓降的公式:
ΔU, % = (Un - U) * 100 / Un,
其中 Un 是電源輸入端的標稱電壓;
U 是單個網絡元件的電壓(將損耗視為輸入端標稱電壓的百分比)。
由此我們可以推導出一個計算功率損耗的公式:
ΔP, % = (Un - U) * I * 100/ Un,
其中 Un 是網絡入口處的標稱電壓;
I——網絡的實際電流;
U - 網絡單個元件上的電壓(將損耗視為輸入標稱電壓的百分比)。
不同電纜長度的電壓降表
下面是沿電纜長度的近似電壓降(Knoring 表)。確定所需的橫截面並在相應列中查找值。
ΔU, % | 銅導體的負載扭矩,kW∙m,220 V 時兩線製 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
在導體橫截面 s,mm²,等於 | ||||||
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 |
當電流流動時,導線會發熱。電流的大小以及導體的電阻決定了損耗的程度。如果您有關於電纜電阻和流過它們的電流量的數據,您可以找出電路中的損耗量。
表格沒有考慮到感應電阻,因為對於電線來說,它太小了,不能等於有源電阻。
誰支付電費損失
傳輸過程中的電力損失(如果長距離傳輸)可能很大。這會影響問題的財務方面。在確定人群標稱電流的總使用率時,會考慮無功分量。
對於單相線路,考慮到網絡的參數,它已經包含在成本中。對於法人實體,該組件的計算與活動負載無關,並在提供的賬單中以特殊費率(比活動更便宜)單獨顯示。這是由於企業中存在大量感應機制(例如電動機)。
能源監管機構設定了允許的電壓降,或電網損耗的標準。用戶支付傳輸損失。因此,從消費者的角度來看,考慮通過改變電路的特性來減少它們在經濟上是有利的。
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