בעת תכנון רשתות חשמל עם זרמים קטנים, לעתים קרובות מחושבים הפסדי מתח במוליכים. התוצאות המתקבלות משמשות לאחר מכן לקביעת החתך האופטימלי של המוליכים נושאי הזרם. אם נעשתה טעות במהלך בחירת החוטים והכבלים, מערכת החשמל תיכשל במהירות או לא תתניע כלל. כדי לבצע את החישובים הדרושים, משתמשים בנוסחאות מיוחדות או במחשבונים מקוונים.
תוֹכֶן
- גורמים להפסדים
- ההשלכות של הפחתת מתח
-
המלצות לחישוב
- יישום טבלאות ונוסחאות
- שירותיים אינטרנטיים
- הפחתת הפסדים
גורמים להפסדים
כל חשמלאי יודע שכבלים עשויים מליבות. הם עשויים מנחושת או אלומיניום ומכוסים בשכבת בידוד. כדי להגן מפני נזק מכני, המוליכים ממוקמים במעטפת פולימר נוספת. מכיוון שהמוליכים נושאי הזרם ממוקמים בצפיפות ודחוסים על ידי ציפוי מגן, עם אורך קו ארוך, הם מתחילים לעבוד על העיקרון של קבל. במילים פשוטות, נוצר מטען בליבות שיש לו התנגדות קיבולית.
מעגל אובדן המתח בחוטים הוא כדלקמן:
-
כאשר זרם חשמלי עובר, המוליך מתחמם, מה שמוביל להופעת התנגדות קיבולית, שהיא חלק מהתגובתי. - בהשפעת התהליכים המתרחשים באלמנטים שונים של המעגל, כוחו של החשמל הופך לאינדוקטיבי.
- כתוצאה מכך, ההתנגדות ההתנגדות של מוליכי הכבלים בכל שלב של המעגל החשמלי מומרת להתנגדות אקטיבית.
- החוט מחובר לעומס זרם עם התנגדות מורכבת לכל ליבה.
- אם הרשת היא תלת פאזית, אז כל שלושת הקווים יהיו סימטריים, והמוליך הנייטרלי מעביר זרם חשמלי בערך קרוב לאפס.
- בשל ההתנגדות הכוללת של המוליכים, נצפית ירידת מתח לאורך הכבל כאשר הזרם עובר עם סטייה וקטורית עקב נוכחות הרכיב התגובתי.
אם תהליך זה מוצג בצורה גרפית, האינדיקטור להפסדים יהיה המקטע AD.
די קשה לבצע חישובים כאלה באופן ידני, וכעת נעשה שימוש לעתים קרובות במחשבון מקוון. הפסדי המתח המחושבים בעזרתו מתבררים כמדויקים למדי, והשגיאה מינימלית.
ההשלכות של הפחתת מתח
בהתאם למסמכים הרגולטוריים, הפסדים בקו הראשי מהשנאי לנקודה המרוחקת ביותר עבור מתקנים ציבוריים לא יעלו על 9%. לגבי הפסדים אפשריים בנקודת כניסת הקו למשתמש הקצה, נתון זה צריך להיות לא יותר מ-4%.
במקרה של חריגה מהמגבלות שצוינו, ההשלכות הבאות אפשריות:
- ציוד נדיף לא יוכל לתפקד כראוי.
- אם מתח הכניסה נמוך, ציוד חשמלי עלול להתקלקל.
- העומס הנוכחי לא יתחלק באופן שווה בין הצרכנים.
דרישות גבוהות מוטלות על המאפיינים של קווי הולכה. בעת תכנון אותם, יש צורך לחשב את ההפסדים האפשריים לא רק ברשתות עמוד השדרה, אלא גם ברשתות המשניות.
המלצות לחישוב
ניתן להשתמש במספר שיטות לחישוב הפסדי מתח. יש לקחת בחשבון הכל כדי שכל חשמלאי יוכל לבחור את האטרקטיבי ביותר בהתאם למצב.
יישום טבלאות ונוסחאות
בפועל, בעת התקנת קווים חשמליים משתמשים במוליכי נחושת או אלומיניום. לדעת את ההתנגדות של חומרים אלה, כמו גם את החוזק וההתנגדות הנוכחית של החוטים, אתה יכול להשתמש בנוסחאות הפלת המתח הבאות:
אומן בית ואפילו מומחה יכול להשתמש בשולחנות מיוחדים. זוהי דרך נוחה ופשוטה למדי לבצע את החישובים הדרושים. עם זאת, במקרים מסוימים, נדרש להשיג את התוצאה האמינה ביותר, תוך התחשבות באינדיקטורים של התנגדות פעילה ותגובתית. במצב כזה, עליך להשתמש בנוסחה מורכבת יותר:
כדי להבטיח עומס אופטימלי ברשת תלת פאזית, יש לטעון כל שלב באופן שווה. כדי לפתור בעיה זו, חיבור מנועים חשמליים צריך להתבצע מוליכים ליניאריים, וגופי תאורה - בין הקו הנייטרלי לשלבים.
שירותיים אינטרנטיים
יישום נוסחאות, גרפים וטבלאות הוא תהליך מייגע למדי. לא תמיד יש צורך לקבל את התוצאות המדויקות ביותר ובמצב כזה כדאי להשתמש במחשבונים מקוונים. שירותים אלה פועלים באופן הבא:
- אינדיקטורים של חוזק זרם, חומר מוליך, חתך רוחב של מוליכים נושאי זרם ואורך הקו מוזנים לתוכנית.
- כמו כן, יהיה עליך לספק מידע על מספר השלבים, המתח ברשת, הספק והטמפרטורה של הקו במהלך הפעולה.
- לאחר הזנת כל הנתונים הדרושים, התוכנית תבצע אוטומטית את כל החישובים הדרושים.
בשלב התכנון המקדים כדאי להשתמש במספר שירותים ולאחר מכן לקבוע את הממוצע. יש להכיר בכך שקיימת טעות מסוימת בחישובים בעת שימוש במחשבונים מקוונים.
הפחתת הפסדים
די ברור שההפסדים תלויים באורך המוליך בקו. ככל שהפרמטר הזה גבוה יותר, כך המתח יירד יותר. ניתן להשתמש במספר שיטות להפחתת הפסדים:
-
הגדל את החתך של המוליך כדי לפזר באופן שווה את העומס על הקו. - צמצם את אורך הכבל, מה שלא תמיד אפשרי.
- הפחת את עוצמת הזרם המועבר דרך חוט ארוך.
השיטה האחרונה עובדת מצוין על רשתות חשמל שיש להן קווי גיבוי מרובים. יש לזכור גם שהמתח עלול לרדת אם טמפרטורת הכבל תעלה. אם במהלך הנחת הכבל נעשה שימוש באמצעים נוספים לבידוד תרמי, ניתן להפחית את ההפסדים.
בתעשיית האנרגיה, חישוב נפילת המתח על פני רשת החשמל היא אחת המשימות החשובות ביותר. אם כל החישובים בוצעו כהלכה, לצרכן לא יהיו בעיות בהפעלת ציוד חשמלי.
