Straty napätia pozdĺž dĺžky kábla: dôvody poklesu, použitie vzorcov a online kalkulačky

Pri navrhovaní elektrických sietí s malými prúdmi sa často počítajú straty napätia vo vodičoch. Získané výsledky sa potom použijú na určenie optimálneho prierezu vodičov s prúdom. Ak dôjde k chybe pri výbere drôtov a káblov, elektrický systém rýchlo zlyhá alebo sa vôbec nespustí. Na vykonanie potrebných výpočtov sa používajú špeciálne vzorce alebo online kalkulačky.

Príčiny strát

Každý elektrikár vie, že káble sú vyrobené z jadier. Sú vyrobené z medi alebo hliníka a pokryté izolačnou vrstvou. Na ochranu pred mechanickým poškodením sú vodiče umiestnené v prídavnom polymérovom plášti. Keďže vodiče s prúdom sú husto umiestnené a stlačené ochranným povlakom, s dlhou dĺžkou vedenia, začnú pracovať na princípe kondenzátora. Jednoducho povedané, v jadrách vzniká náboj, ktorý má kapacitný odpor.

Obvod straty napätia v drôtoch je nasledujúci:

• Pri prechode elektrického prúdu sa vodič zahrieva, čo vedie k vzniku kapacitného odporu, ktorý je súčasťou reaktívneho odporu.
instagram viewer
• Pod vplyvom procesov prebiehajúcich v rôznych prvkoch obvodu sa výkon elektriny stáva indukčným.
• V dôsledku toho sa odporový odpor káblových vodičov v každej fáze elektrického obvodu premení na aktívny odpor.
• Drôt je pripojený k prúdovému zaťaženiu so zložitým odporom pre každé jadro.
• Ak je sieť trojfázová, všetky tri vedenia budú symetrické a nulový vodič prechádza elektrickým prúdom v hodnote blízkej nule.
• V dôsledku celkového odporu vodičov sa pozoruje pokles napätia pozdĺž dĺžky kábla, keď prúd prechádza s vektorovou odchýlkou ​​v dôsledku prítomnosti reaktívnej zložky.

Ak je tento proces znázornený graficky, indikátorom strát bude segment AD.

Je dosť ťažké vykonať takéto výpočty ručne a teraz sa často používa online kalkulačka. Straty napätia vypočítané s jeho pomocou sa ukážu ako celkom presné a chyba je minimálna.

Dôsledky zníženia napätia

V súlade s regulačnými dokumentmi by straty na hlavnom vedení od transformátora po najvzdialenejší bod pre verejné zariadenia nemali prekročiť 9%. Vzhľadom na možné straty v mieste vstupu vedenia ku koncovému užívateľovi by toto číslo nemalo byť vyššie ako 4 %.

V prípade odchýlky od špecifikovaných limitov sú možné tieto dôsledky:

• Prchavé zariadenia nebudú schopné správne fungovať.
• Ak je vstupné napätie nízke, môže dôjsť k poruche elektrického zariadenia.
• Aktuálna záťaž nebude rovnomerne rozdelená medzi spotrebiteľov.

Na vlastnosti elektrických prenosových vedení sú kladené vysoké požiadavky. Pri ich návrhu je potrebné počítať s možnými stratami nielen v chrbticových sieťach, ale aj v sekundárnych.

Odporúčania na výpočet

Na výpočet strát napätia je možné použiť niekoľko metód. Všetko by sa malo zvážiť, aby si každý elektrikár mohol vybrať ten najatraktívnejšie v závislosti od situácie.

Aplikácia tabuliek a vzorcov

V praxi sa pri inštalácii elektrických vedení používajú medené alebo hliníkové vodiče. Keď poznáte odpor týchto materiálov, ako aj aktuálnu silu a odpor drôtov, môžete použiť nasledujúce vzorce poklesu napätia:

Domáci majster a dokonca aj špecialista môžu použiť špeciálne stoly. Je to pomerne pohodlný a jednoduchý spôsob vykonávania potrebných výpočtov. V niektorých prípadoch je však potrebné získať najspoľahlivejší výsledok, berúc do úvahy ukazovatele aktívneho a reaktívneho odporu. V takejto situácii musíte použiť zložitejší vzorec:

Na zabezpečenie optimálneho zaťaženia v trojfázovej sieti musí byť každá fáza zaťažená rovnomerne. Na vyriešenie tohto problému by sa malo elektrické motory pripojiť k lineárnym vodičom a svietidlám - medzi nulovým vedením a fázami.

Online služby

Aplikácia vzorcov, grafov a tabuliek je dosť namáhavý proces. Nie vždy je potrebné získať čo najpresnejšie výsledky a v takejto situácii sa oplatí použiť online kalkulačky. Tieto služby fungujú nasledovne:

• Do programu sa zadávajú ukazovatele sily prúdu, materiálu vodičov, prierezu vodičov s prúdom a dĺžky vedenia.
• Počas prevádzky budete musieť poskytnúť aj informácie o počte fáz, napätí v sieti, výkone a teplote vedenia.
• Po zadaní všetkých potrebných údajov program automaticky vykoná všetky potrebné výpočty.

V štádiu predbežného návrhu sa oplatí využiť niekoľko služieb a potom určiť priemer. Malo by sa uznať, že pri používaní online kalkulačiek existuje určitá chyba vo výpočtoch.

Zníženie strát

Je celkom zrejmé, že straty závisia od dĺžky vodiča vo vedení. Čím vyšší je tento parameter, tým viac klesne napätie. Na zníženie strát možno použiť niekoľko metód:

• Zväčšite prierez vodiča, aby sa zaťaženie na linke rovnomerne rozložilo.
• Znížte dĺžku kábla, čo nie je vždy možné.
• Znížte výkon prúdu prenášaného cez dlhý drôt.

Posledná metóda funguje skvele na energetických sieťach, ktoré majú viacero záložných liniek. Malo by sa tiež pamätať na to, že napätie môže klesnúť, ak sa teplota kábla zvýši. Ak sa počas kladenia kábla použijú dodatočné opatrenia na tepelnú izoláciu, straty sa môžu znížiť.

V energetickom priemysle je výpočet úbytkov sieťového napätia jednou z najdôležitejších úloh. Ak boli všetky výpočty vykonané správne, spotrebiteľ nebude mať problémy s prevádzkou elektrického zariadenia.