Pri izračunu izgube električne energije v kablu je pomembno upoštevati njegovo dolžino, preseke žil, specifično induktivno upornost in žično povezavo. Zahvaljujoč tem osnovnim informacijam boste lahko samostojno izračunali padec napetosti.
Vsebina
Vrste in struktura izgub
Tudi najučinkovitejši sistemi za oskrbo z električno energijo imajo nekaj dejanske izgube energije. Izgube se razumejo kot razlika med električno energijo, ki je bila dana uporabnikom, in dejstvom, da je prišla do njih. To je posledica nepopolnosti sistemov in fizikalnih lastnosti materialov, iz katerih so izdelani.
Najpogostejša vrsta izgube moči v električnih omrežjih je povezana z izgubami napetosti zaradi dolžine kabla.Za normalizacijo finančnih odhodkov in izračun njihove dejanske vrednosti je bila razvita naslednja klasifikacija:
- tehnični faktor. Povezan je z značilnostmi fizikalnih procesov in se lahko spreminja pod vplivom obremenitev, pogojnih fiksnih stroškov in podnebnih okoliščin.
- Stroški uporabe dodatnih zalog in zagotavljanja potrebnih pogojev za dejavnosti tehničnega osebja.
- komercialni dejavnik. V to skupino spadajo odstopanja zaradi nepopolnosti instrumentov in drugih točk, ki povzročajo podcenjevanje električne energije.
Glavni vzroki izgube napetosti
Glavni razlog za izgubo moči v kablu je izguba v električnih vodih. Na razdalji od elektrarne do potrošnikov se ne razprši samo moč električne energije, temveč tudi padec napetosti (ki lahko, ko doseže vrednost, manjšo od najnižje dovoljene vrednosti, povzroči ne samo neučinkovito delovanje naprav, ampak tudi njihova popolna neuporabnost.
Tudi izgube v električnih omrežjih lahko povzroči reaktivna komponenta odseka električnega tokokroga, to je prisotnost kakršnih koli induktivnih elementov v teh odsekih (to so lahko komunikacijske tuljave in vezja, transformatorji, nizko in visokofrekvenčne dušilke, elektromotorji).
Načini za zmanjšanje izgub v električnih omrežjih
Uporabnik omrežja ne more vplivati na izgube v daljnovodu, lahko pa s pravilnim povezovanjem njegovih elementov zmanjša padec napetosti v odseku vezja.
Bolje je, da bakreni kabel povežete z bakrenim kablom in aluminijasti kabel na aluminijasti kabel.Bolje je čim bolj zmanjšati število žičnih povezav, kjer se spreminja material jedra, saj se na takih mestih ne odvaja le energija, temveč se poveča tudi nastajanje toplote, ki ob nezadostni toplotni izolaciji lahko predstavlja požarno nevarnost. Glede na prevodnost in upornost bakra in aluminija je z vidika stroškov energije učinkovitejša uporaba bakra.
Če je mogoče, je pri načrtovanju električnega tokokroga bolje vzporedno povezati vse induktivne elemente, kot so tuljave (L), transformatorji in elektromotorji, saj se po zakonih fizike skupna induktivnost takšnega vezja zmanjša in ko se povezan zaporedno, nasprotno, se poveča.
Za glajenje reaktivne komponente se uporabljajo tudi kapacitivne enote (ali RC filtri v kombinaciji z upori).
Glede na načelo povezovanja kondenzatorjev in potrošnika obstaja več vrst kompenzacije: osebna, skupinska in splošna.
- Z osebno kompenzacijo so kapacitivnosti priključene neposredno na mesto, kjer se pojavi jalova moč, to je lasten kondenzator - na asinhroni motor, še en - na plinsko razelektrilno sijalko, še en - na varilno, še en - za transformator itd. Na tej točki se vhodni kabli razbremenijo iz jalovega toka do posameznega uporabnika.
- Skupinska kompenzacija vključuje priključitev enega ali več kondenzatorjev na več elementov z velikimi induktivnimi lastnostmi. V tem primeru je redna sočasna aktivnost več porabnikov povezana s prenosom celotne jalove energije med obremenitvami in kondenzatorji. Linija, ki oskrbuje skupino bremen z električno energijo, se bo razbremenila.
- Splošna kompenzacija vključuje vstavitev kondenzatorjev z regulatorjem v glavno stikalno ploščo ali glavno stikalno ploščo. Oceni dejansko porabo jalove moči in hitro poveže in odklopi potrebno število kondenzatorjev. Posledično se skupna moč, odvzeta iz omrežja, zmanjša na minimum v skladu s trenutno vrednostjo zahtevane jalove moči.
- Vse naprave za kompenzacijo jalove moči vključujejo par kondenzatorskih vej, par stopenj, ki so oblikovane posebej za električno omrežje, odvisno od potencialnih obremenitev. Tipične dimenzije stopnic: 5; deset; dvajset; trideset; petdeset; 7,5; 12,5; 25 kvadratnih metrov
Za pridobitev velikih korakov (100 ali več kvar) so majhni vzporedno povezani. Zmanjšajo se obremenitve omrežja, zmanjšajo se preklopni tokovi in njihove motnje. V omrežjih z veliko visokimi harmoniki omrežne napetosti so kondenzatorji zaščiteni z dušilkami.
Avtomatski kompenzatorji zagotavljajo z njimi opremljenemu omrežju naslednje prednosti:
- zmanjšati obremenitev transformatorjev;
- poenostaviti zahteve glede preseka kabla;
- omogočiti večjo obremenitev električnega omrežja brez nadomestila;
- odpraviti vzroke za zmanjšanje omrežne napetosti, tudi če je obremenitev povezana z dolgimi kabli;
- povečati učinkovitost mobilnih generatorjev na gorivo;
- olajšati zagon elektromotorjev;
- povečati kosinus phi;
- odpraviti jalovo moč iz tokokrogov;
- zaščita pred prenapetostmi;
- izboljšanje prilagajanja zmogljivosti omrežja.
Kalkulator izgube napetosti v kablu
Za kateri koli kabel lahko izračun izgube napetosti izvedete na spletu. Spodaj je spletni kalkulator izgube napetostnega kabla.
Kalkulator je v razvoju in bo kmalu na voljo.
Izračun formule
Če želite samostojno izračunati, kakšen je padec napetosti v žici, glede na njeno dolžino in druge dejavnike, ki vplivajo na izgube, lahko uporabite formulo za izračun padca napetosti v kablu:
ΔU, % = (Un - U) * 100 / Un,
kjer je Un - nazivna napetost na vhodu v omrežje;
U je napetost na posameznem elementu omrežja (izgube so izračunane kot odstotek nazivne napetosti, ki je prisotna na vhodu).
Iz tega lahko izpeljemo formulo za izračun izgub energije:
ΔP, % = (Un - U) * I * 100 / Un,
kjer je Un - nazivna napetost na vhodu v omrežje;
I je dejanski tok omrežja;
U je napetost na posameznem elementu omrežja (izgube so izračunane kot odstotek nazivne napetosti, ki je prisotna na vhodu).
Tabela napetostnih izgub vzdolž dolžine kabla
Spodaj so približni padci napetosti vzdolž dolžine kabla (tabela Knorring). Določimo zahtevani odsek in pogledamo vrednost v ustreznem stolpcu.
| ΔU, % | Navor obremenitve za bakrene vodnike, kW∙m, dvožične vodove za napetost 220 V | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| S presekom vodnika s, mm², enak | ||||||
| 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 |
Žične pramene oddajajo toploto, ko teče tok. Velikost toka skupaj z uporom prevodnikov določa stopnjo izgube. Če imate podatke o upornosti kabla in količini toka, ki teče skozi njih, lahko ugotovite količino izgub v vezju.
Tabele ne upoštevajo induktivne reaktance, kot pri uporabi žic je pretirano majhna in ne more enako aktivna.
Kdo plača izgube električne energije
Izgube električne energije med prenosom (če se prenaša na velike razdalje) so lahko znatne. To vpliva na finančno stran vprašanja. Reaktivna komponenta se upošteva pri določanju splošne tarife za uporabo nazivnega toka za prebivalstvo.
Za enofazne vodove je že vključena v ceno ob upoštevanju parametrov omrežja. Za pravne osebe se ta komponenta obračunava ne glede na aktivne obremenitve in je na predloženem računu ločeno navedena po posebnem tečaju (cenejši od aktivnih). To se zgodi zaradi prisotnosti v podjetjih velikega števila indukcijskih mehanizmov (na primer električnih motorjev).
Organi za energetski nadzor določijo dopustni padec napetosti oziroma normo za izgube v električnih omrežjih. Izgube med prenosom električne energije plača uporabnik. Zato je z vidika potrošnika ekonomsko koristno razmišljati o tem, kako jih zmanjšati s spreminjanjem značilnosti električnega tokokroga.
Podobni članki:
