Co se nazývá ztráta napětí, která se nazývá pokles napětí?

Provoz elektrických spotřebičů není možný bez určitých parametrů sítě. Skládají se z mnoha faktorů. Jedním z nich je odolnost vodičů vůči elektrickému proudu. Vzhledem k průřezu při výběru vodičů nebo kabelů je nutné vzít v úvahu úbytek napětí.

Základní pojmy

Úbytek napětí je veličina, která se odráží ve změně potenciálu v různých částech vodiče. Proud tekoucí od zdroje směrem k zátěži mění své parametry vlivem odporu vodičů, ale jeho směr zůstává nezměněn. Napětí můžete měřit pomocí voltmetru:

• dvě zařízení na začátku a konci řádku;
• střídat měření na několika místech;
• voltmetr připojený paralelně ke kabelu.

Nejjednodušší obvod je zdroj energie, vodič, zátěž. Příkladem může být žárovka zapojená do zásuvky 220 V Pokud měříte napětí na lampě přístrojem, bude o něco nižší. K poklesu došlo v odporu lampy.

Napětí nebo pokles napětí v části obvodu lze vypočítat pomocí Ohmova zákona pomocí vzorce U = IR, kde:

• U – elektrické napětí (volty);
• I – síla proudu ve vodiči (ampéry);
• R – odpor obvodu nebo jeho prvků (ohmy).

Když znáte libovolné dvě veličiny, můžete vypočítat třetí. V tomto případě je nutné vzít v úvahu typ proudu – střídavý nebo stejnosměrný. Pokud je v obvodu více paralelně zapojených odporů, výpočet se poněkud zkomplikuje.

Výsledek podpětí

Častým jevem je, když je vstupní napětí detekováno pod stanovenou normou. Pokles podél délky kabelu nastává v důsledku průchodu vysokého proudu, což způsobuje zvýšení odporu. Ztráty narůstají i na dlouhých tratích, což je typické pro venkov.

Podle předpisů by ztráty z transformátoru do nejvzdálenější oblasti neměly být větší než 9%. Výsledek odchylky parametrů od normy může být následující:

• selhání energeticky závislých instalací a zařízení, osvětlovacích zařízení;
• porucha elektrických spotřebičů při nízkém vstupním napětí;
• snížení točivého momentu při spouštění elektromotoru nebo kompresorové jednotky;
• startovací proud vede k přehřátí a vypnutí motoru;
• nerovnoměrné proudové zatížení na začátku linky a na vzdáleném konci;
• svítidla pracují na plnou intenzitu;
• ztráty elektřiny, nedostatečné využití proudu.

Mění se vlastnosti a provozní parametry elektrických spotřebičů. Například kvůli nízkému výkonu se prodlužuje doba ohřevu vody bojlerem. Snížení napětí vede k poruchám v elektronice.

V provozním režimu může být ztráta napětí v kabelu až 5 %. Tato hodnota je přijatelná pro sítě energetického průmyslu, protože vysoké proudy jsou dodávány na velké vzdálenosti. Na takové linky jsou kladeny zvýšené požadavky. V případě ztrát domácností je proto třeba věnovat pozornost sekundárním energetickým distribučním sítím.

Příčiny poklesu napětí

V první řadě je potřeba zjistit, zda je chyba na straně dodavatele elektřiny nebo spotřebitele. Problémy se sítí vznikají z následujících důvodů:

• zhoršení stavu elektrického vedení;
• nedostatečný výkon transformátorů;
• nevyváženost výkonu nebo fázová nerovnováha.

Tyto problémy se týkají dodavatele a nelze je samostatně vyřešit. Chcete-li zjistit, zda vysokonapěťová vedení fungují správně nebo ne, budete muset zavolat obchodním zástupcům energie. Provedou měření a vypracují závěr.

O tom, že chyba pádu nesouvisí s dodavatelem, se můžete sami přesvědčit. V první řadě byste se měli informovat u svých sousedů, zda nemají podobné problémy. Pro domácí měření napětí je vhodný multimetr. Jeho cena je až 1000 rublů. Pokud zařízení na vstupu do bytu ukazuje normální napětí, je třeba příčinu hledat v domácí síti.

Napětí může klesnout kvůli dlouhé délce vedení. Když délka sítě přesáhne 100 metrů a průřez vodičů je 16 mm, oscilace se stanou pravidelnými. Chcete-li situaci napravit, budete muset změnit kabeláž.

Slabé kontakty jsou dodatečným odporem vůči proudu. Dostává se k zařízením v nedostatečném množství. Kromě toho mohou vadné kontakty způsobit zkrat a vést k požáru. Chcete-li normalizovat výkon, musíte vyměnit vadnou část obvodu a spálené kontakty.

Na vině může být nesprávné připojení vodičů vedoucích z elektrického vedení do domu. Někdy, v rozporu s bezpečnostními požadavky, jsou měděné vodiče připojeny k hliníku nebo měděné vodiče jsou připojeny kroucením namísto svorek. Svorky a svorky jsou vyrobeny z nekvalitních materiálů nebo jejich doba použitelnosti vypršela.

Možná je chyba v samotném vstupním zařízení. V tomto případě by měl být vyměněn.

Jak vypočítat ztráty

Při výpočtu elektrického vedení by odchylky napětí neměly překročit regulované normy. Přípustné výkyvy pro domácí jednofázové sítě jsou 209–231 V pro třífázovou síť, napětí se může lišit od 361 do 399 V.

Kolísání proudu a spotřeby energie vede ke změnám napětí ve vodičích v blízkosti spotřebiče. Proto je při sestavování schématu zapojení nutné vzít v úvahu dovolené ztráty.

V jednofázové síti jsou dva vodiče, takže pokles napětí lze zjistit pomocí následujícího vzorce: U=I*Rna oplátku R = (r*2i)/S.

• kde r – měrný odpor, který se rovná odporu drátu o průřezu 1 mm2 a délce 1 m;
• i – označuje se jako délka vodiče;
• S – průřez kabelu.

V třífázové síti se výkony na fázových vodičích vzájemně kompenzují a délka nulového vodiče se nebere v úvahu, protože jím neprotéká žádný proud. Pokud je zatížení napříč fázemi nerovnoměrné, výpočet se provede jako u jednofázové sítě. U dlouhých vedení se navíc zohledňuje kapacitní a indukční reaktance.

Pád lze vypočítat pomocí online kalkulačky a existují i ​​speciální tabulky. Zobrazují přípustné proudové zatížení pro různé typy kabelů. Při výpočtu průřezu kabelu je třeba vzít v úvahu následující údaje:

• materiál vodiče;
• pokládání skrytých nebo otevřených linek;
• proudové zatížení;
• ekologické předpoklady.

Když proud protéká kabelem, drátem nebo sběrnicí, zahřívá se. Tento proces mění fyzikální vlastnosti vodičů. Izolace se roztaví, kontakty se přehřejí a drát se spálí. Spolehlivost a nepřetržitý provoz elektrické sítě závisí na správném výběru kabelu.

Jak snížit pokles napětí a ztrátu kabelu

Množství ztrát můžete snížit snížením odporu v celé elektrické síti. Úspory plynou z metody opětovného uzemnění nuly na každém nosiči elektrického vedení.

Náklady na napájení dálkovým vedením vybraným na základě dovoleného úbytku napětí jsou vyšší než při výběru na základě ohřevu kabelu. Stále existuje možnost tyto náklady snížit.

• Posílení počátečního potenciálu přívodního kabelu připojením k samostatnému transformátoru.
• Konstantní úrovně napětí v síti můžete dosáhnout instalací stabilizátoru v blízkosti zátěže.
• Připojení spotřebičů s nízkým zatížením 12–36 V se provádí přes transformátor nebo napájecí zdroj.

Čím delší je kabel elektrického vedení, tím větší odpor vzniká, když jím prochází proud. Je zřejmé, že ztráta napětí je také vyšší. Lze je snížit vzájemným kombinováním metod.

• Snižte náklady zvětšením průřezu napájecího kabelu. Tato metoda však bude vyžadovat velké finanční investice.
• Při vývoji napájecích vedení byste měli zvolit nejkratší možnou cestu, protože přímka je vždy kratší než přerušovaná čára.
• S klesající teplotou klesá odpor kovů. Odvětrávané kabelové žlaby a další provedení snižují ztráty ve vedení.
• Snížení zátěže je možné, pokud existuje mnoho zdrojů energie a spotřebičů.

Úspory plynou ze správné údržby a prevence elektrických sítí – kontrola hustoty a pevnosti kontaktů pomocí spolehlivých svorkovnic.

K otázce úspory energie je třeba přistupovat s plnou odpovědností. Problém ztráty napětí může poškodit drahá zařízení a nástroje. Nezanedbávejte bezpečnostní opatření, vyrovnají přepětí a ochrání domácí spotřebiče a zařízení v podniku.

Uvažujme nejjednodušší schéma elektrické sítě (obrázek 3.1) [5]. Ke zdroji napětí U₁ linie vyznačující se odporem Z_л spotřebitel je připojen. Proud Iproudění vedením je určeno zatížením. Pokles síťového napětí ΔU bude určeno Ohmovým zákonem:

Pak napětí na konci vedení U₂ se bude rovnat rozdílu napětí na začátku vedení a úbytku napětí

Tento výraz platí pro fázové i síťové napětí.

Pokles napětí je geometrický (vektorový) rozdíl mezi komplexy napětí na začátku a na konci čáry.

Obrázek 3.1 Schéma elektrické sítě

Obecně je ve výpočtech nutné použít ekvivalentní obvod ve tvaru U, to znamená vzít v úvahu nejen odpor, ale také příčnou vodivost. V tomto případě se vedení nahradí čtyřpóly s vlastními konstantami a provedou se výpočty. Při uvažování místních sítí tvořených krátkými elektrickými přenosovými vedeními se jmenovitým napětím do 110 kV se však příčné vodivosti obvykle zanedbávají.

Sestrojme vektorový diagram fázových napětí a proudu pro síť zobrazenou na obrázku 3.1.

Nasměrujme vektor U₂ podél reálné osy (obrázek 3.2). Aktuální vektor Iproudění podél linie bude za vektorem zaostávat U₂ pod určitým úhlem φ, určeným účiníkem spotřebiče. Od konce vektoru U₂ vynesme vektor poklesu napětí na aktivním odporu vedení I∙R_л (směr vektoru se shoduje se směrem aktuálního vektoru). Vektor poklesu napětí přes indukční reaktanci vedení I∙X_л směřuje kolmo vzhůru vzhledem k aktuálnímu vektoru. Vektorový součet těchto vektorů dá vektor poklesu napětí na přímce ΔU. V souladu s výrazem (3.16) je vektor napětí na začátku vedení roven součtu vektorů napětí na konci vedení a úbytku napětí na vedení. U₁ = U₂ +AU.

Obrázek 3.2. Vektorový diagram fázových napětí a proudu

3.2.2. Podélné a příčné složky úbytku napětí. Ztráta napětí

Pokud od konce vektoru U₁ (Obrázek 3.2) udělejte zářez na skutečné ose pomocí kompasu, pak dostaneme segment tn’ rovný

Algebraický rozdíl napětí na začátku a konci vedení se nazývá ztráta napětí [5].

Vektor poklesu napětí ΔU lze rozložit na dvě složky. Průmět tohoto vektoru na reálnou osu (úsek tp) se nazývá podélná složka úbytku napětí ΔU_pd, a průmět na pomyslnou osu (úsek kn) je příčná složka úbytku napětí δU_str. To znamená, že

Složky poklesu napětí jsou určeny následujícími vzorci:

kde P и Q – činný a jalový výkon protékající vedením, R_л, X_л – aktivní a indukční odpor vedení.

Pro přesné výpočty musí napětí odpovídat napětí v bodě, do kterého je přiváděn výkon. V řadě případů, kdy napětí na přijímači není známo, lze výpočet provést s dostatečnou přesností pomocí jmenovitého napětí U_noma ne ve skutečnosti.

Když znáte hodnoty složek poklesu napětí, můžete najít absolutní hodnotu napětí na začátku řádku:

Druhý člen pod kořenem je výrazně menší než první. Proto vliv příčné složky δU_str lze zanedbat, protože tato složka často mění absolutní hodnotu jen málo U₁. Výraz (3.21) má tvar

Ztrátu napětí lze tedy přirovnat k podélné složce úbytku napětí

Při několika zátěžích je celkový úbytek napětí (ztráta) určen součtem úbytků (ztrátek) napětí v každém úseku sítě.

3.2.3. Stanovení stresového režimu

Určíme graficky napětí na začátku čáry U_А s přihlédnutím k podélné a příčné složce úbytku napětí, je-li napětí na konci vedení U₂ daný (obrázek 3.3a). Vodivé proudy lze zanedbat [5]. Odpor vedení a výkon zátěže jsou známy.

Obrázek 3.3. Schéma vedení se dvěma zatíženími (a);

vektorový diagram napětí (b)

1. Nasměrujte vektor napětí U₂ podél reálné osy (obrázek 3.3, b).

Pojďme najít hodnoty ΔU_{PD 12} a 5U_{str. 12} v oblasti 12 a vložte je do diagramu. Získáme napětí U₁ v bodě 1.

Znát U₁, najdeme hodnoty ΔU_{PD A1} a 5U_{pp A1} na sekci A1 a dejte je stranou od konce vektoru U₁. Navíc ΔU_{PD A1} musí být pokračováním vektoru U₁ od ΔU_{PD A1} se s ním ve fázi shoduje. Dostaneme napětí v bodě A.

U mnoha zátěží se vše dělá stejným způsobem. Počínaje koncem vektoru daného napětí na konci vedení se pohybují postupně od zátěže k zátěži až k napětí na začátku vedení.

Obrázek 3.4. Vektorové diagramy síťového napětí

Pokud je například známé počáteční napětí U přenosu₁ a je nutné určit napětí na konci přenosu (obrázek 3.4, a), pak absolutní hodnota napětí na konci přenosu, podobná (3.21), bude mít tvar

Pokud je známé koncové napětí U přenosu₂, pak vektorový diagram odpovídá obrázku 4.4, b.

Ve většině případů jsou specifikovaná napětí vysílacích konců U₂. Výpočet se tedy provádí podle (3.24) od vysílacího konce sítě k jejímu přijímacímu konci.

Chcete-li zjistit napětí U₂ podle daného U₁ je nutné:

– postupným pohybem po každé větvi obvodu (od předchozí k následující zátěži) určete složky úbytku napětí podle (3.19) a (3.20) nebo ztráty napětí podle (3.23);

— odečtením zjištěných ztrát (poklesu) napětí od hodnot napětí nejbližšího vysílacího konce každé větve zjistěte napětí koncového uzlu příslušné větve, který pro další výpočet již bude vysílacím koncem větve další pobočka atd.

V sítích 110 kV a méně vliv příčné složky δU_str se často nebere v úvahu, protože má relativně malý vliv na výsledek výrazů (3.21), (3.24).

3.2.4. Výpočet přenosového vedení pomocí čtyřpólů

Výpočet přenosového vedení pomocí čtyřkoncových sítí (s uvážením příčných vodivostí) [5].

Ve složitých sítích, kde je nutné počítat s příčnými vodivostmi, jsou všechny síťové prvky nahrazeny čtyřsvorkovými sítěmi a výpočet všech proudů a napětí se provádí s přihlédnutím k parametrům těchto čtyřsvorkových sítí. Pokud například potřebujete vypočítat přenos energie (obrázek 5, a) s daným proudem I_с a napětí U_c, je každý prvek tohoto přenosu nahrazen čtyřterminálovou sítí. Linka A je nahrazena čtyřportovou sítí se zobecněnými konstantami A₁, В₁, С₁,a D₁, a transformátor Tr – s A₂, В₂, С₂a D₂ (Obrázek 5, b). Protože zatížení v bodě b se rovná I_b = I“_b – I‚‘_b, pak budou rovnice čtyřpólů

Při použití čtyřsvorkových sítí je výhodnější provádět výpočty pro jednu fázi vedení, tj. do rovnic se dosadí hodnoty fázového napětí.

Tedy pohyb od konce přenosu na začátek podle daného I_c и U_cф, Může být nalezeno I_bи U_bф podle rovnic (3.25) v bodě b. Podobně (3.26), vědět I_bи U_bф, jsou určeny I_A и U_Aф na začátku řádku.

Datum přidání: 2018-02-28 ; zobrazení: 1610 ; Pomůžeme vám napsat vaši práci!