Kako izračunati pad napona duž duljine kabela u električnim mrežama

Prilikom izračunavanja gubitka električne energije u kabelu važno je uzeti u obzir njegovu duljinu, presjeke jezgre, specifični induktivni otpor i spoj žice. Zahvaljujući ovim pozadinskim informacijama, moći ćete samostalno izračunati pad napona.

Vrste i struktura gubitaka

Čak i najučinkovitiji sustavi napajanja imaju neke stvarne gubitke energije. Gubici se shvaćaju kao razlika između električne energije koja je dana korisnicima i činjenice da je došla do njih. To je zbog nesavršenosti sustava i fizikalnih svojstava materijala od kojih su izrađeni.

Najčešći tip gubitka snage u električnim mrežama povezan je s gubicima napona zbog duljine kabela.Za normalizaciju financijskih rashoda i izračunavanje njihove stvarne vrijednosti razvijena je sljedeća klasifikacija:

1. tehnički faktor. Povezan je sa značajkama fizičkih procesa i može se mijenjati pod utjecajem opterećenja, uvjetno fiksnih troškova i klimatskih okolnosti.
2. Trošak korištenja dodatnih zaliha i osiguravanja potrebnih uvjeta za djelovanje tehničkog osoblja.
3. komercijalni faktor. Ova skupina uključuje odstupanja zbog nesavršenosti instrumentacije i druge točke koje izazivaju podcjenjivanje električne energije.

Glavni uzroci gubitka napona

Glavni razlog za gubitak snage u kabelu je gubitak u dalekovodima. Na udaljenosti od elektrane do potrošača, ne samo da se snaga električne energije rasipa, već i padovi napona (koji, kada dosegnu vrijednost manju od minimalne dopuštene vrijednosti, mogu izazvati ne samo neučinkovit rad uređaja, već i njihova potpuna neoperabilnost.

Također, gubitke u električnim mrežama može uzrokovati reaktivna komponenta dijela električnog kruga, odnosno prisutnost bilo kakvih induktivnih elemenata u tim dijelovima (to mogu biti komunikacijske zavojnice i sklopovi, transformatori, nisko- i visokofrekventne prigušnice, elektromotori).

Načini smanjenja gubitaka u električnim mrežama

Korisnik mreže ne može utjecati na gubitke u dalekovodu, ali ispravnim spajanjem njegovih elemenata može smanjiti pad napona u krugu.

Bolje je spojiti bakreni kabel na bakreni kabel, a aluminijski kabel na aluminijski kabel.Bolje je minimizirati broj žičanih spojeva na kojima se mijenja materijal jezgre, jer se na takvim mjestima ne samo troši energija, već se povećava i stvaranje topline, što, ako je razina toplinske izolacije nedovoljna, može predstavljati opasnost od požara. S obzirom na vodljivost i otpornost bakra i aluminija, učinkovitije je koristiti bakar u smislu troškova energije.

Ako je moguće, pri planiranju električnog kruga bolje je paralelno spojiti sve induktivne elemente kao što su zavojnice (L), transformatori i elektromotori, jer se prema zakonima fizike ukupna induktivnost takvog kruga smanjuje, a kada spojen u seriju, naprotiv, povećava se.

Kapacitivne jedinice (ili RC filteri u kombinaciji s otpornicima) također se koriste za izglađivanje reaktivne komponente.

Ovisno o principu povezivanja kondenzatora i potrošača, postoji nekoliko vrsta kompenzacije: osobna, grupna i opća.

1. Uz osobnu kompenzaciju, kapaciteti se spajaju izravno na mjesto gdje se javlja jalova snaga, odnosno vlastiti kondenzator - na asinkroni motor, još jedan - na plinsku lampu, još jedan - na zavarivačku, još jedan - za transformator itd. U ovom trenutku, ulazni kabeli se rasterećuju od jalove struje do pojedinog korisnika.
2. Grupna kompenzacija uključuje spajanje jednog ili više kondenzatora na nekoliko elemenata s velikim induktivnim karakteristikama. U ovoj situaciji, redovita istodobna aktivnost više potrošača povezana je s prijenosom ukupne jalove energije između opterećenja i kondenzatora. Linija koja opskrbljuje električnom energijom grupu tereta će se istovariti.
3. Opća kompenzacija uključuje umetanje kondenzatora s regulatorom u glavnu razvodnu ploču, odnosno glavnu razvodnu ploču. Procjenjuje stvarnu potrošnju jalove snage i brzo spaja i odspaja potreban broj kondenzatora. Kao rezultat toga, ukupna snaga preuzeta iz mreže svodi se na minimum u skladu s trenutnom vrijednošću potrebne jalove snage.
4. Sve instalacije za kompenzaciju jalove snage uključuju par ogranaka kondenzatora, par stupnjeva, koji se formiraju posebno za električnu mrežu, ovisno o potencijalnom opterećenju. Tipične dimenzije stepenica: 5; deset; dvadeset; trideset; pedeset; 7,5; 12,5; 25 sq.

Za dobivanje velikih koraka (100 ili više kvar), mali su povezani paralelno. Opterećenja na mreži su smanjena, struje komutacije i njihove smetnje su smanjene. U mrežama s mnogo visokih harmonika mrežnog napona, kondenzatori su zaštićeni prigušnicama.

Automatski kompenzatori pružaju mreži opremljenoj s njima sljedeće prednosti:

• smanjiti opterećenje transformatora;
• pojednostaviti zahtjeve za poprečnim presjekom kabela;
• omogućiti opterećenje električne mreže više nego što je moguće bez naknade;
• eliminirati uzroke smanjenja mrežnog napona, čak i kada je opterećenje spojeno dugim kabelima;
• povećati učinkovitost mobilnih generatora na gorivo;
• olakšati pokretanje elektromotora;
• povećati kosinus phi;
• eliminirati jalove snage iz krugova;
• štiti od prenapona;
• poboljšati prilagodbu performansi mreže.

Kalkulator gubitka napona u kabelu

Za bilo koji kabel, izračun gubitka napona može se izvršiti online. Ispod je online kalkulator gubitka naponskog kabela.

Kalkulator je u razvoju i uskoro će biti dostupan.

Izračun formule

Ako želite samostalno izračunati koliki je pad napona u žici, s obzirom na njezinu duljinu i druge čimbenike koji utječu na gubitke, možete koristiti formulu za izračun pada napona u kabelu:

ΔU, % = (Un - U) * 100 / Un,

gdje je Un - nazivni napon na ulazu u mrežu;

U je napon na zasebnom elementu mreže (gubici se izračunavaju kao postotak nazivnog napona prisutnog na ulazu).

Iz ovoga možemo izvesti formulu za izračun gubitaka energije:

ΔP,% = (Un - U) * I * 100 / Un,

gdje je Un - nazivni napon na ulazu u mrežu;

I je stvarna struja mreže;

U je napon na zasebnom elementu mreže (gubici se izračunavaju kao postotak nazivnog napona prisutnog na ulazu).

Tablica gubitaka napona po duljini kabela

Ispod su približni padovi napona duž duljine kabela (Knorring tablica). Određujemo traženi odjeljak i gledamo vrijednost u odgovarajućem stupcu.

Žičani niti zrače toplinu kada struja teče. Veličina struje, zajedno s otporom vodiča, određuje stupanj gubitka. Ako imate podatke o otporu kabela i količini struje koja prolazi kroz njih, možete saznati količinu gubitaka u krugu.

Tablice ne uzimaju u obzir induktivnu reaktanciju, kao kada se koriste žice, pretjerano je malen i ne može biti aktivan.

Tko plaća gubitke električne energije

Gubici električne energije tijekom prijenosa (ako se prenosi na velike udaljenosti) mogu biti značajni. To utječe na financijsku stranu problema. Reaktivna komponenta uzima se u obzir pri određivanju opće tarife za korištenje nazivne struje za stanovništvo.

Za jednofazne vodove već je uključeno u cijenu, uzimajući u obzir parametre mreže. Za pravne osobe ova se komponenta obračunava bez obzira na aktivna opterećenja i posebno je naznačena na priloženom računu, po posebnoj stopi (jeftinije od aktivnog). To je učinjeno zbog prisutnosti u poduzećima velikog broja indukcijskih mehanizama (na primjer, električnih motora).

Organi za energetski nadzor utvrđuju dopušteni pad napona, odnosno normu za gubitke u električnim mrežama. Korisnik plaća gubitke tijekom prijenosa energije. Stoga je sa stajališta potrošača ekonomski isplativo razmišljati o tome kako ih smanjiti promjenom karakteristika električnog kruga.

Slični članci: