在计算电缆中的电压降时,重要的是要考虑其长度、横截面积、感应电阻、电线连接。使用此参考信息,您可以进行自己的电压降计算。
损失的类型和结构
即使是最高效的电源系统也会有某种实际的功率损耗。损失被定义为提供给用户的电力与实际交付给他们的电力之间的差额。这是由于系统的缺陷和制造它们的材料的物理特性造成的。
电网中最常见的功率损耗类型与电缆长度的电压损耗有关。为了标准化财务成本并计算其实际价值,制定了这样的分类:
- 技术因素。它与物理过程的特性有关,并可能在负载、有条件的固定成本和气候环境的影响下发生变化。
- 使用额外用品和为技术人员的活动提供适当条件的成本。
- 商业因素。该组包括由于控制和测量设备的不完善以及其他引起对电能的低估的因素造成的偏差。
电压损失的主要原因
电缆中功率损耗的主要原因是电源线中的损耗。从发电厂到消费者的距离不仅会消耗功率,还会导致电压下降(如果低于最低允许值,不仅会导致设备运行效率低下,甚至会导致设备完全无法运行。
电气网络中的损耗也可能由电路部分的电抗组件引起,即这些部分中存在任何电感元件(这些可能是通信和环路线圈、变压器、低频和高频扼流圈、电动机)。
减少电网损耗的方法
网络的用户不能影响电源线的损耗,但可以通过适当地布线来降低电路部分的电压降。
最好将铜线连接到铜线,铝线连接到铝线。芯线材料发生变化的电线连接数量最好减少到最低限度,因为在这些地方不仅会消耗能量,还会增加热量产生,如果隔热水平不足,可能会着火危险的。鉴于铜和铝的特定电导率和电阻率值,使用铜更节能。
如果可能,在规划电路时,最好将任何电感元件(如线圈 (L)、变压器和电机)并联连接,因为根据物理定律,这样的电路的总电感会减小,而串联连接, 反而增加。
为了消除无功分量,还使用了电容器单元(或与电阻器结合的 RC 滤波器)。
根据电容器和消费者的连接方式,有几种类型的补偿:个人、团体和一般。
- 在个人补偿中,电容直接连接到发生无功功率的点,即自己的电容器连接到感应电机,一个连接到放电灯,一个连接到焊接灯,一个连接到变压器等。此时,进线电缆减轻了对单个用户的无功电流。
- 组补偿涉及将一个或多个电容器连接到几个具有大电感特性的元件。在这种情况下,多个用户的定期同时活动涉及负载和电容器之间总无功能量的转移。向负载组提供电能的线路将被卸载。
- 总补偿涉及在主配电板或 GRES 中插入带有稳压器的电容器。它评估当前的无功功耗并快速连接和断开所需数量的电容器。结果,根据所需的瞬时无功功率量,从网络中获取的总功率最小化。
- 所有无功功率补偿单元都由一对电容器支路、一对级组成,它们是根据潜在负载专门为电网形成的。典型步长为 5; 10个; 20; 30; 50; 7.5; 12.5; 25 千瓦。
要购买大步(100 或更多 kvar),请并联小步。减少了电网负载,减少了开关电流及其干扰。在具有许多电源电压高次谐波的网络中,电容器由扼流圈保护。
自动补偿器为配备它们的网络提供了以下优势:
- 减少变压器的负载;
- 更容易满足电缆横截面要求;
- 使电网的负载可能超过没有补偿的情况;
- 消除网络电压降低的原因,即使负载通过长电缆连接;
- 提高移动燃料发电机的效率;
- 更容易启动电动机;
- 增加余弦 phi;
- 消除电路中的无功功率;
- 防止过电压;
- 完善电网特性调控。
电缆电压损耗计算器
对于任何电缆,电压损耗计算都可以在线完成。下面是一个在线电压电缆损耗计算器。
该计算器正在开发中,它将很快推出。
使用公式计算
如果你想自己计算电线的电压降,考虑到它的长度和其他影响损耗的因素,你可以使用计算电缆电压降的公式:
ΔU, % = (Un - U) * 100 / Un,
其中 Un 是电源输入端的标称电压;
U 是单个网络元件的电压(将损耗视为输入端标称电压的百分比)。
由此我们可以推导出一个计算功率损耗的公式:
ΔP, % = (Un - U) * I * 100/ Un,
其中 Un 是网络入口处的标称电压;
I——网络的实际电流;
U - 网络单个元件上的电压(将损耗视为输入标称电压的百分比)。
不同电缆长度的电压降表
下面是沿电缆长度的近似电压降(Knoring 表)。确定所需的横截面并在相应列中查找值。
ΔU, % | 铜导体的负载扭矩,kW∙m,220 V 时两线制 | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
在导体横截面 s,mm²,等于 | ||||||
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 |
当电流流动时,导线会发热。电流的大小以及导体的电阻决定了损耗的程度。如果您有关于电缆电阻和流过它们的电流量的数据,您可以找出电路中的损耗量。
表格没有考虑到感应电阻,因为对于电线来说,它太小了,不能等于有源电阻。
谁支付电费损失
传输过程中的电力损失(如果长距离传输)可能很大。这会影响问题的财务方面。在确定人群标称电流的总使用率时,会考虑无功分量。
对于单相线路,考虑到网络的参数,它已经包含在成本中。对于法人实体,该组件的计算与活动负载无关,并在提供的账单中以特殊费率(比活动更便宜)单独显示。这是由于企业中存在大量感应机制(例如电动机)。
能源监管机构设定了允许的电压降,或电网损耗的标准。用户支付传输损失。因此,从消费者的角度来看,考虑通过改变电路的特性来减少它们在经济上是有利的。
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