При изчисляване на загубата на електричество в кабела е важно да се вземе предвид неговата дължина, напречното сечение на жилата, специфичното индуктивно съпротивление и проводната връзка. Благодарение на тази основна информация ще можете самостоятелно да изчислите спада на напрежението.
Съдържание
Видове и структура на загубите
Дори най-ефективните системи за захранване имат известна реална загуба на мощност. Загубите се разбират като разликата между електрическата енергия, предоставена на потребителите, и факта, че тя е дошла до тях. Това се дължи на несъвършенството на системите и физичните свойства на материалите, от които са направени.
Най-често срещаният тип загуба на мощност в електрическите мрежи е свързан със загуби на напрежение поради дължината на кабела.За нормализиране на финансовите разходи и изчисляване на тяхната действителна стойност е разработена следната класификация:
- технически фактор. Той е свързан с особеностите на физическите процеси и може да се променя под влияние на натоварвания, условно фиксирани разходи и климатични обстоятелства.
- Разходите за използване на допълнителни доставки и осигуряване на необходимите условия за дейността на техническия персонал.
- търговски фактор. Тази група включва отклонения, дължащи се на несъвършенство на инструментите и други точки, които провокират подценяване на електрическата енергия.
Основните причини за загуба на напрежение
Основната причина за загубата на мощност в кабела е загубата в електропроводите. На разстояние от електроцентралата до потребителите се разсейва не само мощността на електричеството, но и падането на напрежението (което при достигане на стойност, по-ниска от минималната допустима стойност, може да провокира не само неефективна работа на устройствата, но и пълната им неработоспособност.
Също така, загубите в електрическите мрежи могат да бъдат причинени от реактивния компонент на участък от електрическа верига, тоест наличието на всякакви индуктивни елементи в тези секции (това могат да бъдат комуникационни намотки и вериги, трансформатори, ниско и високочестотни дросели, електрически двигатели).
Начини за намаляване на загубите в електрическите мрежи
Потребителят на мрежата не може да повлияе на загубите в електропреносната линия, но може да намали спада на напрежението в секцията на веригата чрез правилно свързване на нейните елементи.
По-добре е да свържете меден кабел към меден кабел и алуминиев кабел към алуминиев кабел.По-добре е да се сведе до минимум броят на проводните връзки, където се променя материалът на сърцевината, тъй като на такива места не само се разсейва енергията, но и се увеличава генерирането на топлина, което, ако нивото на топлоизолация е недостатъчно, може да бъде опасност от пожар. Като се има предвид проводимостта и съпротивлението на медта и алуминия, е по-ефективно да се използва медта по отношение на разходите за енергия.
Ако е възможно, когато планирате електрическа верига, е по-добре да свържете всякакви индуктивни елементи като намотки (L), трансформатори и електрически двигатели успоредно, тъй като според законите на физиката общата индуктивност на такава верига намалява и когато свързани последователно, напротив, тя се увеличава.
Капацитивни единици (или RC филтри в комбинация с резистори) също се използват за изглаждане на реактивния компонент.
В зависимост от принципа на свързване на кондензаторите и консуматора има няколко вида компенсация: лична, групова и обща.
- С лична компенсация, капацитетите се свързват директно към мястото, където се появява реактивна мощност, тоест собствен кондензатор - към асинхронен двигател, още един - към газоразрядна лампа, още един - към заваръчна, още един - за трансформатор и др. В този момент входящите кабели се разтоварват от реактивни токове към отделния потребител.
- Груповата компенсация включва свързване на един или повече кондензатора към няколко елемента с големи индуктивни характеристики. В тази ситуация редовната едновременна дейност на няколко консуматора е свързана с пренос на обща реактивна енергия между товари и кондензатори. Линията, която доставя електрическа енергия на група товари, ще се разтовари.
- Общата компенсация включва вмъкването на кондензатори с регулатор в главното разпределително табло или главното разпределително табло. Той оценява действителната консумация на реактивна мощност и бързо свързва и изключва необходимия брой кондензатори. В резултат на това общата мощност, взета от мрежата, се намалява до минимум в съответствие с моментната стойност на необходимата реактивна мощност.
- Всички инсталации за компенсация на реактивната мощност включват двойка кондензаторни разклонения, двойка стъпала, които се формират специално за електрическата мрежа, в зависимост от потенциалните натоварвания. Типични размери на стъпалата: 5; десет; двадесет; тридесет; петдесет; 7,5; 12,5; 25 кв.
За да придобиете големи стъпки (100 или повече kvar), малките са свързани паралелно. Натоварванията в мрежата се намаляват, комутационните токове и тяхната интерференция намаляват. В мрежи с много високи хармоници на мрежовото напрежение кондензаторите са защитени от дросели.
Автоматичните компенсатори осигуряват на оборудваната с тях мрежа следните предимства:
- намаляване на натоварването на трансформаторите;
- улесняване на изискванията за напречното сечение на кабела;
- правят възможно натоварването на електрическата мрежа повече от възможно без компенсация;
- премахване на причините за намаляване на мрежовото напрежение, дори когато товарът е свързан с дълги кабели;
- повишаване на ефективността на мобилните генератори на гориво;
- улесняване на стартирането на електрически двигатели;
- увеличаване на косинус фи;
- премахване на реактивната мощност от веригите;
- защита срещу пренапрежения;
- подобряване на настройката на производителността на мрежата.
Калкулатор за загуба на напрежение в кабела
За всеки кабел изчислението на загубата на напрежение може да се направи онлайн. По-долу е онлайн калкулатор за загуба на напрежение в кабела.
Калкулаторът е в процес на разработка и скоро ще бъде наличен.
Изчисляване на формула
Ако искате самостоятелно да изчислите какъв е спадът на напрежението в проводника, като се има предвид неговата дължина и други фактори, влияещи върху загубите, можете да използвате формулата за изчисляване на спада на напрежението в кабела:
ΔU, % = (Un - U) * 100 / Un,
където Un - номинално напрежение на входа към мрежата;
U е напрежението на отделен мрежов елемент (загубите се изчисляват като процент от номиналното напрежение на входа).
От това можем да извлечем формулата за изчисляване на загубите на енергия:
ΔP,% = (Un - U) * I * 100 / Un,
където Un - номинално напрежение на входа към мрежата;
I е действителният мрежов ток;
U е напрежението на отделен мрежов елемент (загубите се изчисляват като процент от номиналното напрежение на входа).
Таблица на загубите на напрежение по дължината на кабела
По-долу са изброени приблизителните падове на напрежението по дължината на кабела (таблица на Knorring). Определяме необходимия раздел и разглеждаме стойността в съответната колона.
| ΔU, % | Въртящ момент на натоварване за медни проводници, kW∙m, двужилни линии за напрежение 220 V | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| С напречно сечение на проводника s, mm², равно на | ||||||
| 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 |
Телните нишки излъчват топлина, когато тече ток. Големината на тока, заедно със съпротивлението на проводниците, определя степента на загуба. Ако имате данни за съпротивлението на кабела и количеството ток, преминаващ през тях, можете да разберете размера на загубите във веригата.
Таблиците не отчитат индуктивното реактивно съпротивление, т.к когато използвате проводници, той е прекалено малък и не може да бъде равен на активен.
Кой плаща загубите на електроенергия
Загубите на електроенергия по време на предаването (ако се предава на дълги разстояния) могат да бъдат значителни. Това се отразява на финансовата страна на въпроса. Реактивният компонент се взема предвид при определяне на общата тарифа за използване на номинален ток за населението.
За еднофазни линии той вече е включен в цената, като се вземат предвид параметрите на мрежата. За юридически лица този компонент се изчислява независимо от активните товари и се посочва отделно в предоставената фактура, по специална тарифа (по-евтина от активната). Това се прави поради наличието в предприятията на голям брой индукционни механизми (например електрически двигатели).
Органите за енергиен надзор установяват допустимия спад на напрежението или нормата за загуби в електрическите мрежи. Потребителят заплаща загубите по време на предаването на енергия. Следователно, от гледна точка на потребителя, е икономически изгодно да се мисли как да се намалят чрез промяна на характеристиките на електрическата верига.
Подобни статии:
