Jak vypočítat úbytek napětí po délce kabelu v elektrických sítích

Při výpočtu ztráty elektřiny v kabelu je důležité vzít v úvahu jeho délku, průřezy žil, měrný indukční odpor a připojení vodičů. Díky těmto podkladovým informacím budete moci nezávisle vypočítat úbytek napětí.

Druhy a struktura ztrát

Dokonce i nejúčinnější napájecí systémy mají určitou skutečnou ztrátu energie. Ztráty jsou chápány jako rozdíl mezi elektrickou energií poskytnutou uživatelům a skutečností, že k nim přišla. Je to způsobeno nedokonalostí systémů a fyzikálními vlastnostmi materiálů, ze kterých jsou vyrobeny.

Nejběžnější typ ztráty výkonu v elektrických sítích je spojen se ztrátami napětí v důsledku délky kabelu.Pro normalizaci finančních nákladů a výpočet jejich skutečné hodnoty byla vyvinuta následující klasifikace:

1. technický faktor. Souvisí s vlastnostmi fyzikálních procesů a může se měnit pod vlivem zatížení, podmíněných fixních nákladů a klimatických podmínek.
2. Náklady na použití dalších zásob a zajištění nezbytných podmínek pro činnost technického personálu.
3. komerční faktor. Do této skupiny patří odchylky způsobené nedokonalostí přístrojového vybavení a dalšími body, které vyvolávají podcenění elektrické energie.

Hlavní příčiny ztráty napětí

Hlavním důvodem ztráty výkonu v kabelu je ztráta elektrického vedení. Ve vzdálenosti od elektrárny ke spotřebitelům se rozptýlí nejen výkon elektřiny, ale také poklesy napětí (které při dosažení hodnoty nižší než minimální přípustná hodnota mohou vyvolat nejen neefektivní provoz zařízení, ale také jejich úplná nefunkčnost.

Ztráty v elektrických sítích mohou být také způsobeny reaktivní složkou části elektrického obvodu, to znamená přítomností jakýchkoli indukčních prvků v těchto částech (mohou to být komunikační cívky a obvody, transformátory, nízkofrekvenční a vysokofrekvenční tlumivky, elektromotory).

Způsoby snižování ztrát v elektrických sítích

Uživatel sítě nemůže ovlivnit ztráty v přenosovém vedení, ale může snížit úbytek napětí v části obvodu správným připojením jejích prvků.

Je lepší připojit měděný kabel k měděnému kabelu a hliníkový kabel k hliníkovému kabelu.Je lepší minimalizovat počet drátových spojů, kde se mění materiál jádra, protože v takových místech se nejen rozptyluje energie, ale také se zvyšuje tvorba tepla, což může při nedostatečné úrovni tepelné izolace představovat nebezpečí požáru. Vzhledem k vodivosti a měrnému odporu mědi a hliníku je z hlediska nákladů na energii efektivnější používat měď.

Pokud je to možné, při plánování elektrického obvodu je lepší zapojit jakékoli indukční prvky, jako jsou cívky (L), transformátory a elektromotory paralelně, protože podle fyzikálních zákonů se celková indukčnost takového obvodu snižuje a když zapojených do série se naopak zvyšuje.

Kapacitní jednotky (nebo RC filtry v kombinaci s odpory) se používají také pro vyhlazení reaktivní složky.

V závislosti na principu připojení kondenzátorů a spotřebitele existuje několik typů kompenzace: osobní, skupinové a obecné.

1. S osobní kompenzací jsou kapacity připojeny přímo k místu, kde se objevuje jalový výkon, to znamená jejich vlastní kondenzátor - k asynchronnímu motoru, jeden další - k výbojce, jeden další - ke svařovacímu, jeden další - pro transformátor atd. V tomto okamžiku jsou příchozí kabely odlehčeny od jalových proudů k jednotlivému uživateli.
2. Skupinová kompenzace zahrnuje připojení jednoho nebo více kondenzátorů k několika prvkům s velkými indukčními charakteristikami. V této situaci je pravidelná současná činnost několika spotřebičů spojena s přenosem celkové jalové energie mezi zátěžemi a kondenzátory. Vedení, které dodává elektrickou energii skupině zátěží, se odlehčí.
3. Obecná kompenzace spočívá v vložení kondenzátorů s regulátorem do hlavního rozvaděče nebo hlavního rozvaděče. Vyhodnocuje skutečnou spotřebu jalového výkonu a rychle připojuje a odpojuje potřebný počet kondenzátorů. V důsledku toho je celkový výkon odebraný ze sítě snížen na minimum v souladu s okamžitou hodnotou požadovaného jalového výkonu.
4. Všechny instalace kompenzace jalového výkonu zahrnují pár kondenzátorových větví, pár stupňů, které jsou vytvořeny speciálně pro elektrickou síť v závislosti na potenciálním zatížení. Typické rozměry stupňů: 5; deset; dvacet; třicet; padesáti; 7,5; 12,5; 25 čtverečních

Pro získání velkých kroků (100 nebo více kvar) jsou malé paralelně zapojeny. Sníží se zatížení sítě, sníží se spínací proudy a jejich rušení. V sítích s mnoha vysokými harmonickými napětím sítě jsou kondenzátory chráněny tlumivkami.

Automatické kompenzátory poskytují jimi vybavené síti následující výhody:

• snížit zatížení transformátorů;
• zjednodušit požadavky na průřez kabelů;
• umožnit více než možné zatížení elektrické sítě bez kompenzace;
• odstranit příčiny poklesu síťového napětí, i když je zátěž připojena dlouhými kabely;
• zvýšit účinnost mobilních generátorů na palivo;
• usnadnit startování elektromotorů;
• zvýšit kosinus phi;
• eliminovat jalový výkon z obvodů;
• chránit před přepětím;
• zlepšit přizpůsobení výkonu sítě.

Kalkulačka ztráty napětí kabelu

Pro jakýkoli kabel lze výpočet ztráty napětí provést online. Níže je online kalkulačka ztráty napěťového kabelu.

Kalkulačka je ve vývoji a brzy bude k dispozici.

Výpočet vzorce

Pokud chcete nezávisle vypočítat, jaký je pokles napětí v drátu, vzhledem k jeho délce a dalším faktorům ovlivňujícím ztráty, můžete použít vzorec pro výpočet poklesu napětí v kabelu:

ΔU, % = (Un - U) * 100 / Ne,

kde Un - jmenovité napětí na vstupu do sítě;

U je napětí na samostatném síťovém prvku (ztráty jsou vypočteny jako procento jmenovitého napětí přítomného na vstupu).

Z toho můžeme odvodit vzorec pro výpočet energetických ztrát:

ΔP,% = (Un - U) * I * 100 / Un,

kde Un - jmenovité napětí na vstupu do sítě;

I je skutečný síťový proud;

U je napětí na samostatném síťovém prvku (ztráty jsou vypočteny jako procento jmenovitého napětí přítomného na vstupu).

Tabulka ztrát napětí po délce kabelu

Níže jsou uvedeny přibližné poklesy napětí po délce kabelu (Knorringova tabulka). Určíme požadovaný úsek a podíváme se na hodnotu v odpovídajícím sloupci.

Prameny drátu vyzařují teplo, když teče proud. Velikost proudu spolu s odporem vodičů určuje míru ztráty. Pokud máte údaje o odporu kabelu a velikosti procházejícího proudu, můžete zjistit velikost ztrát v obvodu.

Tabulky nezohledňují indukční reaktanci, as při použití vodičů je příliš malý a nemůže být aktivní.

Kdo platí ztráty elektřiny

Ztráty elektřiny během přenosu (pokud je přenášena na velké vzdálenosti) mohou být značné. To má vliv na finanční stránku problému. Při stanovení obecného tarifu za použití jmenovitého proudu pro obyvatelstvo se zohledňuje jalová složka.

U jednofázových linek je již v ceně s přihlédnutím k parametrům sítě. U právnických osob se tato složka počítá bez ohledu na aktivní zatížení a je uvedena samostatně na poskytnuté faktuře za zvláštní sazbu (levnější než aktivní). To se děje díky přítomnosti velkého počtu indukčních mechanismů (například elektromotorů) v podnicích.

Orgány energetického dozoru stanoví přípustný úbytek napětí, případně normu pro ztráty v elektrických sítích. Za ztráty při přenosu energie platí uživatel. Proto je z pohledu spotřebitele ekonomicky výhodné zamyslet se nad tím, jak je snížit změnou charakteristiky elektrického obvodu.

Podobné články: