Jak vypočítat ztráty elektřiny po délce kabelu?
Ztráty elektřiny jsou nevyhnutelnými náklady na její přepravu po drátě, bez ohledu na délku přenosového vedení. Existují také na nadzemních elektrických vedeních dlouhých stovky kilometrů a na úsecích elektrického vedení v délce několika desítek metrů v domácí elektrické síti. Vyskytují se především proto, že jakékoli dráty mají konečný odpor vůči elektrickému proudu. Ohmův zákon, se kterým se měl každý z nás možnost seznámit ve školních hodinách fyziky, říká, že napětí (U) souvisí s proudem (I) a odporem (R) následujícím výrazem:
Z ní vyplývá, že čím vyšší je odpor vodiče, tím větší je úbytek (ztráta) napětí na něm při konstantních hodnotách proudu. Toto napětí vede k ohřevu vodičů, což může vést k roztavení izolace, zkratu a požáru elektrického vedení.
Při přenosu elektřiny na velké vzdálenosti lze ztrátám předejít snížením síly přenášeného proudu, toho se dosáhne opakovaným zvyšováním napětí na stovky kilovoltů. V případě sítí nízkého napětí s napětím 220 (380) V lze ztráty minimalizovat pouze volbou správného průřezu kabelu.
Proč klesá napětí a jak závisí na délce a průřezu vodičů
Pro začátek se podívejme na jednoduchý každodenní příklad soukromého sektoru ve městě nebo velké vesnici, v jejímž centru se nachází trafostanice. Obyvatelé domů nacházejících se v jeho těsné blízkosti si stěžují na neustálou výměnu rychle vyhořívajících žárovek, což je zcela přirozené, protože napětí v jejich síti dosahuje 250 V a výše. Zatímco na okraji obce může při maximální zátěži sítě klesnout až na 150 voltů. V tomto případě se nabízí jeden závěr: úbytek napětí závisí na délce vodičů představovaných lineárními dráty.
Upřesněme, na čem závisí hodnota odporu vodiče, na příkladu dnes preferovaných měděných drátů. Abychom to udělali, vraťme se ke školnímu kurzu fyziky, ze kterého víme, že odpor vodiče závisí na třech veličinách:
- odpor materiálu – ρ;
- délka segmentu vodiče – l;
- průřezová plocha (za předpokladu, že je stejná po celé délce) – S.
Všechny čtyři parametry jsou spojeny následujícím vztahem:
Je zřejmé, že odpor roste s rostoucí délkou vodiče a klesá s rostoucím průřezem vodiče.
U měděných vodičů je měrný odpor 0.0175 Ohm mm²/m, což znamená, že kilometr měděného drátu o průřezu 1 mm² bude mít odpor 17.5 Ohmů, v reálné situaci se může lišit např. čistota kovu (přítomnost nečistot ve slitině).
U hliníkových vodičů je hodnota odporu ještě vyšší, protože měrný odpor hliníkových vodičů je 0.028 Ohm mm²/m.
Nyní se vraťme k našemu příkladu. Vzdálenost od rozvodny k nejvzdálenějšímu domu nechť je 1 km a napájení 220 V k ní je položeno hliníkovým drátem třídy A s minimálním průřezem 10 mm². Vzdálenost, kterou potřebuje elektrický proud urazit, je součtem délky nulového a fázového vodiče, to znamená, že v našem příkladu je nutné použít koeficient 2, takže maximální délka bude 2000 m. Dosazením našich hodnot v posledním vzorci získáme hodnotu odporu rovnou 5.6 Ohmů.
Zda je to hodně nebo málo, je zřejmé z výše uvedeného Ohmova zákona, takže pro spotřebitele se jmenovitým proudem pouze 10 ampér bude v uvedeném příkladu úbytek napětí 56 V, který bude vynaložen na vytápění ulice. .
Samozřejmě, pokud není možné vzdálenost zmenšit, měli byste zvolit větší průřez vodičů, to platí i pro vnitřní rozvody, ale to vede ke zvýšení nákladů na kabely a drátěné výrobky. Optimálním řešením by bylo správně vypočítat průřezy vodičů s přihlédnutím k maximálnímu přípustnému zatížení.
Stále máte otázky?
Vyplňte níže uvedený formulář zpětné vazby, naši specialisté vás budou kontaktovat, konzultovat, sdělí vám možné způsoby řešení vašeho problému.
Objekt: . Ubytovna
Náměstí: . 62
Ahoj! Chtěl bych zanechat poděkování! S manželem jsme oslovili společnost Energy. Bylo to potřeba co nejdříve.
Alena Předsedkyně TSN My House
Objekt: . kancelář
Náměstí: . 42 mXNUMX
Bylo nutné přestavět jeden z bytů v našem domě na kancelář HOA. Na základě doporučení bylo rozhodnuto aplikovat na Energy.
Ekaterina Spokojená hospodyňka
Objekt: . Ubytovna
Náměstí: . 58 mXNUMX
Jsem matkou tří dcer. S přestěhováním do nového bytu v Moskvě jsme stáli před problémem, jak ubytovat tři děti v jednom pokoji a ve stejný čas.
Galina vedoucí oddělení, Ulybka LLC
Objekt: . Дом
Náměstí: . 680 mXNUMX
Mým dětským snem je mít svůj vlastní velký dům a teď nastala tato chvíle! Začali jsme s manželem přemýšlet o projektu, jak vše bude, co.
Anton Sales manager
Objekt: . Дом
Náměstí: . 280 mXNUMX
S manželkou jsme se rozhodli přestěhovat a začít stavět nový dům. Potřebujete pomoc s inženýrským designem. Dlouho hledal.
Objekt: . Ubytovna
Náměstí: . 156 mXNUMX
Objednal jsem si projektový projekt bytu včetně inženýrských projektů. Nic takového a obecně v tomhle dělat nechtěla.
Objekt: . Дом
Náměstí: . 64 mXNUMX
Dlouho jsme s manželem snili o venkovském domě. Koupili jsme pozemek s domem, ale interiérový design se nám vůbec nelíbil, rozhodli jsme se provést opravy.
Objekt: . Ubytovna
Náměstí: . 68 mXNUMX
Po pořízení bytu se potýkal s potřebou rekonstrukce. Na radu přátel jsme se obrátili na ENERGY-SYSTÉM. V minimálně komprimovaném.
Objekt: . Дом
Náměstí: . 98 mXNUMX
Projekt přestavby venkovského domu byl naléhavě potřebný. Prošel jsem hromadou firem, ale všude je to drahé, nebo na to nemají čas v domluvený čas.
Objekt: . Ubytovna
Náměstí: . 64 mXNUMX
Rodiče nám dali na svatbu třípokojový byt. Samotný byt byl ale v tak hrozném stavu, že jsem ani nevěděl, kde začít.
Články / Elektrický design / Jak vypočítat ztráty elektřiny
Jak vypočítat ztráty elektřiny
Obsah ukázat
Jak správně vypočítat ztráty elektřiny
Na energetické ztráty při jejím přenosu začali majitelé elektrifikovaných zařízení myslet poměrně nedávno. Zároveň je to poměrně důležitý parametr, který by měli vzít v úvahu majitelé soukromých domů, zemědělských a jiných podniků.
Na otázku, jak vypočítat ztráty elektřiny, existuje jedna jednoduchá odpověď – kontaktujte specialisty. Provádění takových výpočtů je považováno za poměrně náročný a složitý úkol, jehož realizace vyžaduje odborníky, kteří jsou obeznámeni s potřebnými vzorci a vědí, jak takové vzorce používat.
Podmínky pro výpočet ztráty elektřiny
Nejjednodušší je vypočítat ztráty v elektrické síti, kde je použit pouze jeden typ vodiče o jednom průřezu, například pokud zařízení používá pouze hliníkové kabely o průřezu 35 mm. V praxi se systémy s jedním typem kabelu prakticky nikdy nenajdou, k napájení budov a staveb elektřinou se používají různé vodiče. V tomto případě by pro získání přesných výsledků měly být výpočty prováděny odděleně pro jednotlivé úseky a vedení elektrického systému s různými kabely.
Ztráty v elektrické síti na transformátoru a před ním se obvykle neberou v úvahu, protože za takovým zařízením jsou v okruhu instalovány jednotlivé měřiče spotřeby energie. Pokud však stále potřebujete vypočítat ztráty na výkonovém transformátoru, je to docela jednoduché. Výpočet ztrát elektřiny v transformátoru se provádí na základě technické dokumentace takového zařízení, která uvede všechny potřebné parametry.
Je třeba mít na paměti, že jakékoli výpočty se provádějí za účelem stanovení velikosti maximálních ztrát při přenosu elektřiny.
Při výpočtech je třeba vzít v úvahu, že výkon napájecí sítě skladu, výrobního závodu nebo jiného zařízení je dostatečný pro zásobování všech k němu připojených spotřebitelů, to znamená, že systém bude schopen pracovat bez přepětí i občas. maximálního zatížení každého připojeného zařízení.
Příklad projektu domácí elektroinstalace
Množství přiděleného elektrického výkonu lze zjistit ze smlouvy s provozní organizací o poskytování těchto služeb.
Výše ztrát vždy závisí na příkonu sítě. Čím více napětí předměty spotřebují, tím větší budou ztráty.
Jako příklad můžeme uvést malý zahrádkářský spolek, který zahrnuje 60 nemovitostí napojených hliníkovým kabelem na centrální elektrické vedení. Celková délka trati je 2 km.
Jak vypočítat ztráty elektřiny po délce vedení
Na základě výše popsaných parametrů můžete použít vzorec pro výpočet ztrát elektřiny při přenosu.
ΔW – celkové množství ztrát elektrické energie při přenosu,
W – množství elektrické energie vynaložené na zajištění provozu linky po určitou dobu,
KL je koeficient určený k zohlednění distribučního zatížení na odběrném vedení v uvažovaném příkladu je celá síť rozdělena do tří samostatných vedení, z nichž každé je napojeno na 20 odběrných objektů,
Kf – koeficient z grafu zatížení vedení,
L – délka napájecí sítě,
tgφ – jalový výkon sítě,
F – průměr průřezu vodiče na části sítě,
D je časový úsek, během kterého dochází ke spotřebě energie a v důsledku toho ke ztrátám,
Kf² — faktor vyplnění grafu.
Kf² lze vypočítat pomocí jednoduchého vzorce:
Kz v tomto vzorci je faktor plnění plánu spotřeby. Pokud k takovému rozvrhu nejsou přesné údaje, bere se koeficient 0,3. V tomto případě vzorec vypočítá Kf², která se bude rovnat 1,78.
Ztráty by měly být kalkulovány samostatně pro každé napájecí vedení, kterých jsou v síti instalovány 3 na 2 kilometry délky sítě. V takové situaci bude zatížení sítě rovnoměrně rozloženo do tří linek.
Vezmeme-li jako základ pro výpočty roční kapacitu sítě 63 tisíc kW, pak pro každou jednotlivou linku připadne na jeden napáječ 21 tisíc kW elektřiny. Pro vzorec je lepší použít hodnotu ve W než v kW, tedy 21 * 106 W/h.
Když jsou stanoveny všechny potřebné parametry pro výpočet, měly by být nahrazeny základním vzorcem, který v našem případě bude mít následující tvar:
Provedeme výpočty a získáme hodnotu ztrát elektřiny pro jednu ze tří linek rovnou 573,67 kW/h. Celkové ztráty za rok budou třikrát větší, tedy 1721 kW/h. Přesně tak by se měly počítat ztráty elektřiny v různých zařízeních.
Níže můžete použít online kalkulačku pro výpočet nákladů na návrh napájecích sítí: