Pieļaujamie zaudējumi spriegumi ir gaisvadu (VL) vai kabeļu (CL) līnijas obligāts raksturlielums. Iedomājieties šādu attēlu: tālu no apdzīvotas vietas tika izveidots karjers kaut kā ieguvei, elektroapgādes tehniskie un ekonomiskie rādītāji ieteicami VL-0,4 kV. Trase tika pabeigta - pārkarst elektromotori,. Veikti elektriskie mērījumi reģistrēti zemspriegums uz ievadi.
Lai novērstu šādu negadījumu, ievērojami pagarinātam elektrotīklam, sprieguma zudumu aprēķins. Parasti maršruta elektroinstalācija tiek veikta ar to pašu posmu, un ir ļoti svarīgi, lai tā beigās pieļaujamie sprieguma zudumi.
Kur rodas trūkstošo voltu zudums? Vadiem un kabeļiem ir aktīvā un induktīvā pretestība, protams, jo tie ir tievāki un garāks, jo lielāki zudumi. Tāpēc salīdzinoši lielā mērā tiek veikts aprēķins.
Apsveriet vairākas tipiskas zaudējumu aprēķināšanas iespējas.
1. Trīsfāzu elektrotīkls ar koncentrētu slodzi 0,4 kV gaisvadu līnijas galā.
Piemēram, ņemsim to pašu karjeru ar aprēķināto aktīvo slodzi, piemēram, P = 20 kW (att. a). Šķērsgriezumu bez induktivitātes nosaka pēc šādas formulas: s=100000P l/σΔU%U 2.
s- stieples sekcija, mm 2; P - projektētā jauda (mums ir P = 20 kW);
l- stieples garums no transformatoru apakšstacija patērētājam, m;
σ - īpatnējā vadītspēja, m / (Ohm * mm 2), vara σ \u003d 57, alumīnijam - 34,5;
ΔU% - pieļaujamie sprieguma zudumi procentos no nominālā, elektrotīkliem zudumi nedrīkst pārsniegt 5%; U - nomināls līnijas spriegums(mūsu karjeram U=380V).
Tā kā VL-0.4 joprojām ir alumīnijs, šim materiālam mēs aprēķinām pieļaujamos zudumus. Pieņemsim, ka VL-0.4 ir pagarināts par 400 metriem. s= 100 000 * 20 * 400/34,5 * 5% * 380 2 = 32 mm 2. Izrādās, ka alumīnijam jābūt vismaz 32 mm 2, kas nozīmē, ka mēs ņemam 35 mm 2 augošā secībā.
2. Trīsfāzu elektroapgādes tīkls ar slodzi, kas sadalīta visā garumā.
Kāds objekts ar P 1 = 5kW attālumā nolēma izveidot savienojumu ar mūsu gaisa kasti l 1\u003d 200 metrus no TS (b. att.). 
Jums būs jāaprēķina pēc nedaudz pārveidotas formulas:
s=100000(P 1 l 1+P2 l 2+…)/σΔU%U 2 ;
s=100000(5*200+20*400)/34,5*5*3802 =36mm2.
Iepriekš izvēlētā alumīnija sekcija neatbilst pieļaujamajiem tīkla sprieguma zudumiem, jāņem 50mm 2. Es ceru, ka jūs saprotat, ka elipsi formulā nozīmē citu patērētāju savienošanu citos VL-0.4 segmentos.
3. Trīsfāzu elektrotīkla aprēķins, ņemot vērā induktivitāti.
Šī opcija ir visgrūtākā. Vispirms jums jāaprēķina induktīvās pretestības zudumu procents izvēlētajam 50 mm 2: ΔUp%=100000Q xl/U2; Q ir patērētāja aprēķinātā reaktīvā jauda, kvar; x- stieples induktīvā pretestība, omi / km (1. tabula); l— garums, km.
Uzstādītās elektroiekārtas projektā vai pases datos vienmēr ir norādīti P un cos φ. Pieņemsim, ka mūsu elektroiekārtām cos φ=0,9. Var atrast pilnu jaudu S=P/cos φ=20/0,9=22,2kVA.
Q=S*sin φ. Lai uzzinātu, kas ir grēks φ, jums būs jāatsaucas uz Bradis tabulu. Droši vien trigonometrijas stundās viņi iepazinās ar šo brīnišķīgo darbu. Ļaujiet man jums nedaudz atgādināt. Ja cos φ=0,9 leņķis ir 25º. Saskaņā ar Bradis, mēs atrodam grēku šim leņķim - 0,42. Vērtības aizstāšana iekšā Q=S*sin φ, mēs iegūstam: Q \u003d 22,2 * 0,42 \u003d 9 kvar.
Ja neesat pazīstams ar šādu ceļvedi, izmantojiet slavenās "Pitagora bikses": hipotenūzas kvadrāts ir vienāds ar kāju kvadrātu summu - S 2 \u003d P 2 + Q 2. Q=√¯ (S 2-P 2).
Tagad mēs atrodam ΔUp%=100000Q xl/U 2 ;
ΔUp% \u003d 100000 * 9 * 0,317 * 0,4 / 380 2 \u003d 0,79%. Piezīme, l mērot kilometros x atrodami tabulā. 1 stieplei gaisvadu līnija sekcija 50mm 2 .
1. tabula
Tālāk skatāmies, vai paņemtais stieples posms atbilst pieļaujamajiem sprieguma zudumiem, ņemot vērā induktivitāti?
Formula atkal nedaudz mainās:
s=100000P l/σ(ΔU%-ΔUp%)U 2 ;
s=100000*20*400/34,5 (5%-0,79%)380 2 = 38mm 2.
VL atbilst pieļaujamajiem zaudējumiem.
4. Pieļaujamie sprieguma zudumi apgaismojuma tīklam.
Pieļaujamie sprieguma zudumi apgaismes uzņēmumiem un sabiedriskajām ēkām nedrīkst pārsniegt 2,5%, dzīvojamām telpām un ielu apgaismojumam - ne vairāk kā 5%. Aprēķins izskatās šādi: s=P 1 l 1+P2 l 2+…/сΔU%. Aprēķinos tika ieķīlāts jauns žetons "ar". Tas ir koeficients, kas ir atkarīgs no elektrotīkla sistēmas: alumīnijam trīsfāžu tīklā ar neitrālu vadu, c \u003d 46, divu vadu (fāze-nulle) - 7,7. Tā vietā " ∆U%"aizvietot tā vērtību (2,5% vai 5%), l
skaitīt metros. Ja veicat aprēķinus par pieļaujamajiem gaisa padeves zudumiem, kas baro ciemata garo ielu, jums būs ilgi jāstrādā ar aritmētiku: iedomājieties, cik daudz māju jums jāsakārto!
Elektrības līnijas nes strāvu no sadales iekārtas gala patērētājam caur dažāda garuma strāvu nesošiem vadiem. Ieejas un izejas punktā spriegums nebūs vienāds zudumu dēļ, kas rodas no lielā vadītāja garuma.
Sprieguma kritums visā kabeļa garumā rodas lielas strāvas pārejas dēļ, izraisot vadītāja pretestības palielināšanos.
Uz ievērojama garuma līnijām zaudējumi būs lielāki nekā tad, ja strāva iet caur tāda paša šķērsgriezuma īsiem vadītājiem. Lai nodrošinātu, ka nepieciešamais spriegums tiek piegādāts galīgajam strāvas objektam, ir jāaprēķina līniju ierīkošana, ņemot vērā zudumus strāvu nesošajā kabelī, sākot no vadītāja garuma.
Nepietiekama sprieguma rezultāts
Saskaņā ar normatīvajiem dokumentiem zudumiem līnijā no transformatora līdz visattālākajai dzīvojamo un sabiedrisko objektu elektroenerģijas noslogotajai zonai jābūt ne vairāk kā deviņiem procentiem.
Ir pieļaujami zaudējumi 5% apmērā galvenajam izejmateriālam, bet 4% - no ievades līdz galapatērētājam. Trīsfāzu tīkliem ar trim vai četriem vadiem nominālajai vērtībai normālos darbības apstākļos jābūt 400 V ± 10%.
Parametra novirze no normalizētās vērtības var izraisīt šādas sekas:
- Nepareiza gaistošu instalāciju, aprīkojuma, apgaismes ķermeņu darbība.
- Elektroierīču atteice ar pazeminātu ieejas sprieguma indikatoru, iekārtu atteice.
- Elektromotoru griezes momenta paātrinājuma samazināšana pie palaišanas strāvas, ņemti vērā enerģijas zudumi, motoru izslēgšana pārkaršanas gadījumā.
- Nevienmērīgs strāvas slodzes sadalījums starp patērētājiem līnijas sākumā un gara vada attālajā galā.
- Apgaismes ierīču darbs uz pusi mazāka svelme, kā dēļ tīklā ir nepietiekams strāvas jaudas izmantojums, elektrības zudums.
Darba režīmā vispieņemamākais rādītājs kabeļa sprieguma zudums uzskatīts par 5%. Šī ir optimālā aprēķinātā vērtība, ko var pieņemt par pieņemamu elektrotīkliem, jo enerģētikas nozarē lielas jaudas strāvas tiek transportētas lielos attālumos.
Elektrolīniju raksturlielumiem tiek izvirzītas paaugstinātas prasības. Ir svarīgi pievērst īpašu uzmanību sprieguma zudumiem ne tikai galvenajos tīklos, bet arī sekundārajās līnijās.
Sprieguma krituma cēloņi
Katrs elektriķis zina, ka kabelis sastāv no vadītājiem – praksē tiek izmantoti vadi ar vara vai alumīnija dzīslām, kas aptīti ar izolācijas materiālu. Vadu ievieto noslēgtā polimēra apvalkā - dielektriskā korpusā.
Tā kā metāla vadi atrodas pārāk cieši kabelī, papildus nospiesti ar izolācijas slāņiem, ar garu elektrisko līniju, metāla serdeņi sāk darboties pēc kondensatora principa, kas rada lādiņu ar kapacitāti.
Sprieguma kritums notiek šādi:
- Vadītājs, caur kuru tiek iedarbināta strāva, pārkarst un rada kapacitāti kā daļu no pretestības.
- Transformatoru, reaktoru un citu ķēdes elementu tinumos notiekošo transformāciju ietekmē elektroenerģijas jauda kļūst induktīva.
- Rezultātā metāla vadītāju pretestība tiek pārvērsta katras fāzes aktīvajā pretestībā elektriskā ķēde.
- Kabelis ir pievienots pašreizējā slodze ar pilnu (sarežģītu) pretestību katram strāvu nesošajam kodolam.
- Kad kabelis tiek darbināts trīsfāzu ķēdē, trīs strāvas līnijas trīs fāzēs būs simetriskas, un nulles vadītājs šķērso strāvu, kas ir tuvu nullei.
- Sarežģītā vadītāju pretestība noved pie sprieguma zudums kabelī strāvas pārejas laikā ar vektora novirzi reaktīvā komponenta dēļ.
Grafiski sprieguma krituma diagrammu var attēlot šādi: no viena punkta iznāk taisna horizontāla līnija - strāvas stipruma vektors. No tā paša punkta ieejas sprieguma vektors U1 un izejas sprieguma vektors U2 iznāk leņķī pret strāvas stiprumu mazākā leņķī. Tad sprieguma kritums pa līniju ir vienāds ar vektoru U1 un U2 ģeometrisko starpību.
1. attēls. Sprieguma krituma grafiskais attēlojums
Attēlā taisnleņķa trīsstūris ABC atspoguļo sprieguma kritumu un zudumus garā kabeļa līnijā. AB segments - hipotenūza taisnleņķa trīsstūris un tajā pašā laikā kritums, kājas AC un BC parāda sprieguma kritumu, ņemot vērā aktīvo un reaktīvo pretestību, un segments AD parāda zudumu lielumu.
Ir diezgan grūti veikt šādus aprēķinus manuāli. Grafiks kalpo, lai vizualizētu procesus, kas notiek liela garuma elektriskā ķēdē, pārejot noteiktas slodzes strāvai.
Formulas aprēķins
Praksē, uzstādot galvenā tipa elektropārvades līnijas un novirzot kabeļus gala patērētājam ar turpmāku elektroinstalāciju objektā, tiek izmantots vara vai alumīnija kabelis.
Īpatnējā pretestība vadītājiem ir nemainīga, vara p = 0,0175 omi * mm2 / m, alumīnija vadītājiem p = 0,028 omi * mm2 / m.
Zinot pretestību un strāvas stiprumu, ir viegli aprēķināt spriegumu, izmantojot formulu U \u003d RI un formulu R \u003d p * l / S, kur tiek izmantoti šādi lielumi:
- Vadu īpatnējā pretestība - lpp.
- Vadošā kabeļa garums - l.
- Vadītāja šķērsgriezuma laukums - S.
- Slodzes strāva ampēros - I.
- Vadītāja pretestība - R.
- Spriegums elektriskajā ķēdē ir U.
Izmantojot vienkāršas formulas uz vienkārša piemēra: privātmājas savrupmājas piebūvē plānots ierīkot vairākas izejas. Uzstādīšanai tika izvēlēts vara vadītājs ar šķērsgriezumu 1,5 kvadrātmetri. mm, lai gan par alumīnija kabelis aprēķinu būtība nemainās.
Tā kā strāva plūst pa vadiem uz priekšu un atpakaļ, jārēķinās, ka kabeļa garuma attālums būs jāpalielina divas reizes. Ja pieņemam, ka kontaktligzdas tiks uzstādītas četrdesmit metru attālumā no mājas, un ierīču maksimālā jauda ir 4 kW pie strāvas stipruma 16 A, tad, izmantojot formulu, ir viegli aprēķināt sprieguma zudumus:
U = 0,0175*40*2/1,5*16
Ja iegūto vērtību salīdzina ar nominālvērtību vienfāzes līnijai 220 V 50 Hz, izrādās, ka sprieguma zudumi bija: 220-14,93 = 205,07 V.
Šādi zudumi 14,93 V ir praktiski 6,8% no ieejas (nominālā) sprieguma tīklā. Vērtība, kas ir nepieņemama kontaktligzdu un apgaismes ķermeņu jaudas grupai, būs pamanāmi zudumi: kontaktligzdas izlaidīs daļēju strāvas strāvu, un apgaismojums- strādāt ar mazāku intensitāti.
Vadītāja sildīšanas jauda būs P = UI = 14,93 * 16 = 238,9 W. Tas ir teorētiski zaudējumu procentuālais daudzums, neņemot vērā sprieguma kritumu vadu krustojumos, kontaktligzdu grupas kontaktos.
Sarežģītu aprēķinu veikšana
Lai veiktu detalizētāku un uzticamāku sprieguma zudumu aprēķinu līnijā, jāņem vērā pretestība un aktīvā pretestība, kas kopā veido komplekso pretestību, un jauda.
Aprēķiniem kabeļa sprieguma kritums izmantojiet formulu:
∆U = (P*r0+Q*x0)*L/ U nom
Šī formula satur šādus daudzumus:
- P, Q - aktīvā, reaktīvā jauda.
- r0, x0 - aktīva, reaktīvā pretestība.
- U nom - nominālais spriegums.
Lai nodrošinātu optimālu trīsfāzu elektropārvades līniju noslodzi, nepieciešams tās vienmērīgi noslogot. Lai to izdarītu, jaudas motorus ieteicams savienot ar lineāriem vadiem, bet strāvu - ar apgaismes ierīcēm - starp fāzēm un neitrālu līniju.
Ir trīs slodzes savienojuma iespējas:
- no elektriskā paneļa līdz līnijas beigām;
- no elektriskā paneļa ar vienmērīgu sadalījumu visā kabeļa garumā;
- no elektriskā paneļa uz divām kombinētām līnijām ar vienmērīgu slodzes sadalījumu.
Sprieguma zudumu aprēķināšanas piemērs: visu gaistošu instalāciju kopējais enerģijas patēriņš mājā, dzīvoklī ir 3,5 kW - vidējā vērtība ar nelielu skaitu jaudīgu elektroierīču. Ja visas slodzes ir aktīvas (visas ierīces ir pievienotas tīklam), cosφ = 1 (leņķis starp strāvas vektoru un sprieguma vektoru). Izmantojot formulu I \u003d P / (Ucosφ), iegūst strāvas stiprumu I \u003d 3,5 * 1000/220 \u003d 15,9 A.
Papildu aprēķini: ja izmanto vara kabelis sekcija 1,5 kv. mm, pretestība 0,0175 omi * mm2, un elektroinstalācijas divdzīslu kabeļa garums ir 30 metri.
Sprieguma zuduma formula ir šāda:
∆U \u003d I * R / U * 100%, kur strāvas stiprums ir 15,9 A, pretestība ir 2 (divi serdeņi) * 0,0175 * 30 / 1,5 \u003d 0,7 omi. Tad ∆U = 15,9*0,7/220*100% = 5,06%.
Iegūtā vērtība nedaudz pārsniedz ieteicamo normatīvie dokumenti piecu procentu kritums. Principā jūs varat atstāt šāda savienojuma shēmu, bet, ja formulas galvenās vērtības ietekmē kāds neuzskaitīts faktors, zaudējumi pārsniegs pieļaujamo vērtību.
Ko tas nozīmē gala lietotājam? Samaksa par izlietoto elektroenerģiju, kas piegādāta sadales skapim ar pilnu jaudu, ar faktisko elektroenerģijas patēriņu pie zemāka sprieguma.
Izmantojot iepriekš definētas tabulas
Kā mājas meistars vai speciālists var vienkāršot aprēķinu sistēmu, nosakot sprieguma zudumus visā kabeļa garumā? Varat izmantot īpašās tabulas, kas sniegtas augsti specializētajā literatūrā elektropārvades līniju inženieriem. Tabulas tiek aprēķinātas pēc diviem galvenajiem parametriem - kabeļa garums 1000 m un strāva 1 A.
Kā piemērs ir parādīta tabula ar gataviem aprēķiniem vienfāzes un trīsfāžu elektroenerģijas un apgaismojuma ķēdēm, kas izgatavotas no vara un alumīnija ar atšķirīga sadaļa no 1,5 līdz 70 kv. mm, kad elektromotoram tiek pieslēgta jauda.
1. tabula. Sprieguma zudumu noteikšana visā kabeļa garumā
| Šķērsgriezuma laukums, mm2 | Līnija ar vienu fāzi | Līnija ar trim fāzēm | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Uzturs | Apgaismojums | Uzturs | Apgaismojums | ||||
| režīms | Sākt | režīms | Sākt | ||||
| Varš | Alumīnijs | Fāzes leņķa kosinuss = 0,8 | Fāzes leņķa kosinuss = 0,35 | Fāzes leņķa kosinuss = 1 | Fāzes leņķa kosinuss = 0,8 | Fāzes leņķa kosinuss = 0,35 | Fāzes leņķa kosinuss = 1 |
| 1,5 | 24,0 | 10,6 | 30,0 | 20,0 | 9,4 | 25,0 | |
| 2,5 | 14,4 | 6,4 | 18,0 | 12,0 | 5,7 | 15,0 | |
| 4,0 | 9,1 | 4,1 | 11,2 | 8,0 | 3,6 | 9,5 | |
| 6,0 | 10,0 | 6,1 | 2,9 | 7,5 | 5,3 | 2,5 | 6,2 |
| 10,0 | 16,0 | 3,7 | 1,7 | 4,5 | 3,2 | 1,5 | 3,6 |
| 16,0 | 25,0 | 2,36 | 1,15 | 2,8 | 2,05 | 1,0 | 2,4 |
| 25,0 | 35,0 | 1,5 | 0,75 | 1,8 | 1,3 | 0,65 | 1,5 |
| 35,0 | 50,0 | 1,15 | 0,6 | 1,29 | 1,0 | 0,52 | 1,1 |
| 50,0 | 70,0 | 0,86 | 0,47 | 0,95 | 0,75 | 0,41 | 0,77 |
Tabulas ir ērti izmantot aprēķiniem, projektējot elektropārvades līnijas. Aprēķina piemērs: motors darbojas ar nominālo strāvu 100 A, bet palaišanas brīdī nepieciešama strāva 500 A. Normālas darbības laikā cos ȹ ir 0,8, un palaišanas brīdī vērtība ir 0,35. Elektriskais vairogs sadala strāvu 1000 A. Sprieguma zudumu aprēķina pēc formulas ∆U% = 100∆U/U nominālais.
Dzinējs ir paredzēts lielai jaudai, tāpēc savienojumam ir racionāli izmantot vadu ar šķērsgriezumu 35 kvadrātmetri. mm, trīsfāzu ķēdei normālā motora darbībā sprieguma zudums ir 1 volts 1 km garumā. Ja vada garums ir mazāks (piemēram, 50 metri), strāvas stiprums ir 100 A, tad tiek sasniegts sprieguma zudums:
∆U = 1 V * 0,05 km * 100 A = 5 V
Zaudējumi sadales panelī, iedarbinot dzinēju, ir 10 V. Kopējais kritums ir 5 + 10 = 15 V, kas procentos no nominālās vērtības ir 100 * 15 * / 400 = 3,75%. Iegūtais skaitlis nepārsniedz pieļaujamo vērtību, tāpēc uzstādīšana ir lauka līnija diezgan reāls.
Motora iedarbināšanas brīdī strāvas stiprumam jābūt 500 A, un darbības režīmā - 100 A, starpība ir 400 A, par kuru palielinās strāva sadales skapī. 1000 + 400 \u003d 1400 A. 1. tabulā norādīts, ka, iedarbinot dzinēju, zudumi 1 km kabeļa garumā ir 0,52 V, tad
∆U palaišanas brīdī = 0,52 * 0,05 * 500 = 13 V
∆U vairogs = 10*1400/100 = 14V
∆U kopsumma = 13+14 = 27 V, procentos ∆U = 27/400*100 = 6,75% - pieļaujamā vērtība, nepārsniedz maksimālo vērtību 8%. Ņemot vērā visus parametrus, elektropārvades līnijas ierīkošana ir pieņemama.
Pakalpojuma kalkulatora pielietojums
Aprēķini, tabulas, grafiki, diagrammas - precīzi instrumenti sprieguma krituma aprēķināšanai visā kabeļa garumā. Jūs varat vienkāršot darbu, ja veicat aprēķinus, izmantojot tiešsaistes kalkulatoru. Priekšrocības ir acīmredzamas, taču ir vērts pārbaudīt datus par vairākiem resursiem un sākt no vidējās iegūtās vērtības.
Kā tas strādā:
- Tiešsaistes kalkulators ir paredzēts, lai ātri veiktu aprēķinus, pamatojoties uz ievades datiem.
- Kalkulatorā jāievada šādi lielumi - strāva (maiņstrāva, tieša), vadītājs (varš, alumīnijs), līnijas garums, kabeļa šķērsgriezums.
- Noteikti ievadiet parametrus fāžu skaitam, jaudai, tīkla spriegumam, jaudas koeficientam, līnijas darba temperatūrai.
- Pēc sākotnējo datu ievadīšanas programma ar maksimālu precizitāti nosaka sprieguma kritumu pa kabeļa līniju.
- Neuzticamu rezultātu var iegūt, kļūdaini ievadot sākotnējās vērtības.
Jūs varat izmantot šādu sistēmu provizoriskajiem aprēķiniem, jo pakalpojumu kalkulatori dažādiem resursiem ne vienmēr parāda vienu un to pašu rezultātu: rezultāts ir atkarīgs no kompetentas programmas ieviešanas, ņemot vērā daudzus faktorus.
Tomēr ir iespējams veikt aprēķinus ar trim kalkulatoriem, ņemt vidējo vērtību un balstīties uz to sākotnējās projektēšanas stadijā.
Kā samazināt zaudējumus
Acīmredzot, jo garāks ir līnijas kabelis, jo lielāka ir vadītāja pretestība strāvas pārejas laikā un attiecīgi lielāks sprieguma zudums.
Ir vairāki veidi, kā samazināt zaudējumu procentus, ko var izmantot gan neatkarīgi, gan kompleksā:
- Izmantojiet kabeli ar lielāku šķērsgriezumu, veiciet aprēķinus attiecībā pret citu vadītāju. Strāvu nesošo serdeņu šķērsgriezuma laukuma palielināšanos var iegūt, paralēli savienojot divus vadus. Kopējais šķērsgriezuma laukums palielināsies, slodze tiks sadalīta vienmērīgi, un sprieguma zudumi kļūs mazāki.
- Samaziniet vadītāja darba garumu. Metode ir efektīva, taču to ne vienmēr ir iespējams izmantot. Ir iespējams samazināt kabeļa garumu, ja ir rezerves vadītāja garums. Augsto tehnoloģiju uzņēmumos ir diezgan reāli apsvērt iespēju pārlikt kabeli, ja darbietilpīga procesa izmaksas ir daudz zemākas nekā izmaksas par jaunas līnijas ar lielu serdeņu šķērsgriezumu uzstādīšanu.
- Samaziniet pa garu kabeli pārraidītās strāvas jaudu. Lai to izdarītu, jūs varat atvienot vairākus patērētājus no līnijas un savienot tos, izmantojot apvedceļa ķēdi. Šī metode piemērojams labi sazarotiem tīkliem ar liekiem mugurkauliem. Jo mazāka jauda tiek pārraidīta caur kabeli, jo mazāk vadītājs uzsilst, pretestība un sprieguma zudumi samazinās.
Uzmanību! Darbinot kabeli paaugstinātā temperatūrā, vadītājs uzsilst, palielinās sprieguma kritums. Zudumus var samazināt, izmantojot papildu siltumizolāciju vai velkot kabeli pa citu līniju, kur temperatūras indekss ir ievērojami zemāks.
Sprieguma zudumu aprēķināšana ir viens no galvenajiem enerģētikas nozares uzdevumiem. Ja gala patērētājam sprieguma kritums līnijā un elektroenerģijas zudums būs gandrīz nemanāms, tad lielajiem uzņēmumiem un organizācijām, kas nodarbojas ar elektroenerģijas piegādi objektiem, tie ir iespaidīgi. Jūs varat samazināt sprieguma kritumu, ja pareizi veicat visus aprēķinus.
Kā pareizi un precīzi aprēķināt kabeļa šķērsgriezumu pēc sprieguma zuduma? Ļoti bieži, projektējot elektroapgādes tīklus, ir nepieciešams kompetents kabeļu zudumu aprēķins. Precīzs rezultāts ir svarīgs, izvēloties materiālu ar nepieciešamo serdes šķērsgriezuma laukumu. Ja kabelis ir izvēlēts nepareizi, tas radīs vairākas materiālu izmaksas, jo sistēma ātri sabojāsies un pārtrauks darboties. Pateicoties asistentu vietnēm, kur ir gatava programma kabeļa šķērsgriezuma un tā zudumu aprēķināšanai, to var izdarīt vienkārši un ātri.
Kā lietot kalkulatoru tiešsaistē?
Gatavajā tabulā jāievada dati atbilstoši izvēlētajam kabeļa materiālam, sistēmas slodzes jaudai, tīkla spriegumam, kabeļa temperatūrai un ievilkšanas veidam. Pēc tam noklikšķiniet uz pogas "Aprēķināt" un iegūstiet gatavo rezultātu.
Šādu sprieguma zudumu aprēķinu līnijā var droši pielietot darbā, ja neņem vērā pretestību kabeļu līnija noteiktos apstākļos:
- Norādot jaudas koeficientu, kosinuss phi ir vienāds ar vienu.
- tīkla līnijas līdzstrāva.
- Tīkls maiņstrāva ar frekvenci 50 Hz, ko veido vadītāji ar sekcijām līdz 25,0-95,0.
Iegūtie rezultāti jāizmanto katrā atsevišķā gadījumā, ņemot vērā visas kabeļu un stiepļu izstrādājumu kļūdas.
Noteikti aizpildiet visas vērtības!
Jaudas zudumu aprēķins kabelī pēc skolas formulas
Nepieciešamos datus var iegūt šādi, aprēķiniem izmantojot šādu indikatoru kombināciju: ΔU \u003d I * RL (sprieguma zudums līnijā \u003d patēriņa strāva * kabeļa pretestība).
Kāpēc jāaprēķina sprieguma zudumi kabelī?
Pārmērīga enerģijas izkliede kabelī var izraisīt ievērojamus elektrības zudumus, nopietnu kabeļa uzkaršanu un izolācijas bojājumus. Tas ir bīstams cilvēku un dzīvnieku dzīvībai. Ar ievērojamu līnijas garumu tas ietekmēs apgaismojuma izmaksas, kas negatīvi ietekmēs arī telpu īpašnieka finansiālo stāvokli.
Turklāt nekontrolēti sprieguma zudumi kabelī var izraisīt daudzu elektroierīču atteici, kā arī to pilnīgu iznīcināšanu. Ļoti bieži iedzīvotāji izmanto mazākus kabeļu posmus nekā nepieciešams (lai ietaupītu naudu), kas drīz vien izraisa īssavienojums. Un turpmākās izmaksas par elektroinstalācijas nomaiņu vai remontu neatmaksājas “taupīgo” lietotāju maciņiem. Tāpēc vadu ievilkšanai ir tik svarīgi izvēlēties pareizo kabeļu šķērsgriezumu. Jebkura elektroinstalācija dzīvojamā ēkā jāuzsāk tikai pēc rūpīgas kabeļu zudumu aprēķināšanas. Ir svarīgi atcerēties, ka elektrība nedod otru iespēju, un tāpēc viss ir jādara sākotnēji pareizi un efektīvi.
Veidi, kā samazināt strāvas zudumus kabelī
Zaudējumus var samazināt vairākos veidos:
o kabeļa šķērsgriezuma laukuma palielināšanās;
o materiāla garuma samazināšana;
o slodzes samazināšana.
Bieži vien ir grūtāk ar pēdējiem diviem punktiem, un tāpēc tas ir jādara, palielinot elektriskā kabeļa vadītāja šķērsgriezuma laukumu. Tas palīdzēs samazināt pretestību. Šai opcijai ir vairākas izmaksas. Pirmkārt, šāda materiāla izmantošanas izmaksas vairāku kilometru sistēmām ir ļoti pamanāmas, un tāpēc ir jāizvēlas pareizas sekcijas kabelis, lai samazinātu strāvas zuduma slieksni kabelī.
Pārvadot elektrību pa vadiem uz jaudas uztvērējiem, neliela daļa tiek tērēta pašu vadu pretestībai, t.i. lai tās uzsildītu. Jo lielāka ir plūstošā strāva un lielāka stieples pretestība, jo lielāks būs sprieguma zudums. Strāvas stiprums ir atkarīgs no pievienotās slodzes, un stieples pretestība ir lielāka, jo garāks ir tā garums. Vai tas ir loģiski? Tāpēc ir jāsaprot, ka garie vadi var nebūt piemēroti jebkuras slodzes pieslēgšanai, kas savukārt labi darbosies ar tāda paša šķērsgriezuma īsiem vadiem.
Ideālā gadījumā visas elektroierīces darbosies normāli, ja tām tiek piegādāts spriegums, kuram tās ir paredzētas. Ja vads nav pareizi aprēķināts un tajā ir lieli zudumi, tad elektroiekārtas ieejā būs zemspriegums. Tas ir ļoti svarīgi līdzstrāvas barošanai, jo šeit spriegums ir ļoti zems, piemēram, 12 V, un 1-2 V zudums šeit jau būs ievērojams.
Kāds ir sprieguma zuduma risks elektroinstalācijā?
- Elektrisko ierīču atteice pie ļoti zema ieejas sprieguma.
Izvēloties kabeli, jums jāatrod vidusceļš. Tas jāizvēlas tā, lai stieples pretestība vēlamajā garumā atbilstu konkrētajai strāvai un novērstu nevajadzīgas skaidras naudas izmaksas. Protams, var nopirkt milzīga šķērsgriezuma kabeli un neskaitīt tajā sprieguma zudumus, bet tad par to būs jāpārmaksā. Un kurš vēlas atdot savu naudu? Tālāk apskatīsim, kā, izvēloties to, ņemt vērā sprieguma zudumus kabelī.
Lai izvairītos no strāvas zuduma, mums jāsamazina stieples pretestība. Mēs zinām, ka jo lielāka ir kabeļa sekcija, jo mazāka ir tā pretestība. Tāpēc šī problēma garajās līnijās tiek atrisināta, palielinot kabeļu serdeņu šķērsgriezumu.
Atcerēsimies fiziku un pāriesim pie mazām formulām un aprēķiniem.
Mēs varam uzzināt spriegumu uz stieples, izmantojot šādu formulu, zinot tā pretestību (R, Ohm) un slodzes strāvu (I, A).
Vadu pretestību aprēķina šādi:
R=pl/S, kur
p - stieples īpatnējā pretestība, Ohm * mm 2 / m;
l - stieples garums, m;
S ir stieples šķērsgriezuma laukums, mm 2.
Pretestība ir nemainīga vērtība. Varam tas ir p \u003d 0,0175 omi * mm 2 / m, un alumīnijam p \u003d 0,028 omi * mm 2 / m. Mums nav vajadzīgas citu metālu vērtības, jo mums ir tikai vadi ar vara vai alumīnija vadītājiem.
Es sniegšu nelielu aprēķina piemēru vara stieple. Priekš alumīnija stieple aprēķina būtība būs līdzīga.
Piemēram, mēs vēlamies garāžā uzstādīt kontaktligzdu grupu un nolēmām tur no mājas izstiept vara kabeli 50 m garumā ar šķērsgriezumu 1,5 mm 2. Tur mēs pieslēgsim slodzi 3,3 kW (I = 15 A).
Lūdzu, ņemiet vērā, ka strāva "iet" pa 2 dzīslu kabeli uz priekšu un atpakaļ, tātad attālums, kas "notiek" pa to, būs divreiz lielāks par kabeļa garumu (50 * 2 = 100 m).
Sprieguma zudums šajā līnijā būs:
U \u003d (pl) / s * I = 0,0175 * 100 / 1,5 * 15 \u003d 17,5 V
Kas ir gandrīz 9% no nominālā (ieejas) sprieguma vērtības.
Tas nozīmē, ka kontaktligzdās jau būs spriegums: 220-17,5 \u003d 202,5 V. Ar to nepietiks normālai elektroiekārtu darbībai. Arī gaisma var vāji degt (līdz spīduma grīdai).
Vada sildīšanai tiks piešķirta jauda P = UI = 17,5 * 15 = 262,5 W.
Ņemiet vērā arī to, ka šeit netiek ņemti vērā zaudējumi krustojumos (sagriežoties), elektroierīces kontaktdakšā, kontaktligzdas kontaktos. Tāpēc reālie sprieguma zudumi būs lielāki par iegūtajām vērtībām.
Atkārtosim šo aprēķinu, bet stieplei ar šķērsgriezumu 2,5 mm 2.
U \u003d (pl) / s * I = 0,0175 * 100 / 2,5 * 15 \u003d 10,5 V jeb 4,7%.
Tagad atkārtosim šo aprēķinu, bet stieplei ar šķērsgriezumu 4 mm 2.
U \u003d (pl) / s * I = 0,0175 * 100 / 4 * 15 \u003d 6,5 V jeb 2,9%.
Saskaņā ar PUE sprieguma novirzēm līnijā jābūt ne vairāk kā 5%.
Tāpēc mūsu gadījumā jums ir jāizvēlas kabelis ar šķērsgriezumu 2,5 mm 2 slodzei ar jaudu 3,3 kW (15 A), nevis 1,5 mm 2.
Līdzstrāvai šādas sekcijas nevar izmantot norādītajiem garumiem. Pieņemsim, ka elektroierīci ar 15 A strāvu nepieciešams darbināt no 12 V līdzstrāvas avota (piemēram, no akumulatora vai pazeminošā transformatora). Tiek izmantots kabelis ar šķērsgriezumu 2,5 mm 2 un garumu 50 m.
Zudumi šeit būs 10,5 V. Tas nozīmē, ka elektroierīces ieejā būs spriegums 12-10,5 = 1,5 V. Tas ir muļķības un nekas nedarbosies. Pat kabelis ar šķērsgriezumu 25 mm 2 neglābs. Ir tikai viena izeja - ir nepieciešams pārvietot strāvas avotu tuvāk patērētājam.
Ja jūsu kontaktligzda atrodas ļoti tālu no vairoga, noteikti aprēķiniet sprieguma zudumu šajā līnijā.
Neaizmirsti pasmaidīt:
Zvanu manam vīram komandējumā:
- Dārgais, kāpēc krānā nav ūdens?
- Redziet, mēs dzīvojam 22. stāvā un ar spiedienu, ko rada sūknis, iespējams, nepietiek...
- Mīļā, kāpēc nav gāzes?
- Redziet, tagad ir ziema, un spiediens maģistrālajā gāzes vadā ir nedaudz pazemināts, pateicoties lielai analīzei ...
- Dzimtā, bet kāpēc tad nav elektrības ?!
- Ej maksā komunālos maksājumus, muļķis!