Kablo voltajı kaybı nasıl hesaplanır

Elektrik enerjisinin iletim ve alım kalitesi konusu büyük ölçüde bu karmaşık teknolojik sürece dahil olan ekipmanın durumuna bağlıdır. Enerji sektöründe uzun mesafelerde devasa güç taşındığından, güç hatlarının özelliklerine artan talepler getiriliyor.

Ayrıca, sadece uzun yüksek voltajlı şebekelerde değil, aynı zamanda fotoğrafta gösterildiği gibi ikincil devrelerde, örneğin voltaj ölçüm transformatörlerinde voltaj kayıplarının azaltılmasına dikkat edilir.

Her fazdan VT'nin sekonder devrelerinin kabloları tek bir yerde toplanır - terminal montaj kabini. Ekipmanın orta direğinde bulunan bu şalt cihazından voltaj devreleri ayrı bir kabloyla röle odasında bulunan panelin terminal bloğuna beslenir.

Güç birincil ekipmanı, panellere monte edilen koruma ve ölçüm cihazlarından oldukça uzakta bulunur. Böyle bir kablonun uzunluğu 300 ÷ 400 metreye ulaşır. Bu mesafeler, iç devrede, ölçüm cihazlarının ve bir bütün olarak sistemin metrolojik özelliklerini ciddi şekilde küçümseyebilen belirgin voltaj kayıplarına yol açar.

Bu nedenle, birincil gerilim değerinin, örneğin 330 kV, gerekli hassasiyet sınıfı 0,2 veya 0,5 olan 100 voltluk ikincil bir değere dönüştürme kalitesi, ölçüm komplekslerinin ve korumaların güvenilir çalışması için gereken kabul edilebilir sınırlara uymayabilir.

İşletme aşamasında bu tür hataları gidermek için, tüm ölçüm kabloları elektrikli ekipman devresinin tasarımı sırasında bile voltaj kayıpları için tasarlanmıştır.

Voltaj kayıpları nasıl oluşturulur?

Kablo, her biri bir dielektrik tabaka ile çevrili iletken çekirdeklerden oluşur. Tüm yapı kapalı bir dielektrik mahfaza içine yerleştirilir.

Metal iletkenler birbirine oldukça yakın yerleştirilir, koruyucu kılıf tarafından sıkıca bastırılır. Uzun bir otoyol uzunluğu ile çalışmaya başlarlar şarj plakalı bir kondansatör gibi. Etkisi nedeniyle, reaktifin ayrılmaz bir parçası olan kapasitans oluşur.

Transformatörlerin, reaktörlerin ve endüktanslı diğer elemanların sargılarındaki dönüşümlerin bir sonucu olarak, elektrik enerjisinin gücü endüktif bir karakter kazanır. Çekirdek metalin direnç direnci, her bir fazın toplam veya karmaşık direnci Zп'in aktif bileşenini oluşturur.

Gerilim altında çalışmak için, kablo yüke her bir çekirdekte tam bir karmaşık direnç Zн ile bağlanır.

Nominal yük modunda üç fazlı bir devrede kablo çalışması sırasında, L1 ÷ L3 fazlarındaki akımlar simetriktir ve nötr tel N'de sıfıra çok yakın bir dengesizlik akımı.

İletkenlerin içinden akım geçtiğinde karmaşık direnci, kabloda bir düşüşe ve voltaj kaybına neden olur, giriş değerini azaltır ve reaktif bileşen nedeniyle açı olarak da saptırır. Bütün bunlar şematik olarak bir vektör diyagramında gösterilmiştir.

Gerilim U2, akım vektöründen angle açısı ile sapan ve giriş U1 değerinden IZ bırakma değeri ile azaltılan kablo çıkışında etki eder. Başka bir deyişle, kablodaki voltaj düşme vektörü, akımın iletkenin karmaşık direncinden geçmesi ile oluşturulur ve giriş ve çıkış vektörlerinin geometrik farkının değerine eşittir.

Anlaşılır olması için, büyütülmüş bir ölçekte gösterilir ve ac segmenti veya dikdörtgen üçgen ack hipotenüsü ile gösterilir. Ak ve kc bacakları, kablo direncinin aktif ve reaktif bileşeni boyunca voltaj düşüşünü gösterir.

U2 vektörünün yönünü O noktasından merkezden U1 vektörü tarafından oluşturulan daire çizgisi ile kesişmeye devam ediyoruz. Ab vektörü, U2 yönünü tekrarlayan bir açı ve U1-U2 miktarlarının aritmetik farkına eşit bir uzunluğa sahibiz. Bu skaler miktara voltaj kaybı denir.

Projenin oluşturulması sırasında hesaplanır ve teknik özelliklerinin güvenliğini izlemek için kablonun çalışması sırasında ölçülür.

Kablodaki voltaj kayıplarını ölçme prensibi

Deney için, farklı uçlarda bir voltmetre ile iki ölçüm yapmak gerekir: giriş ve yük. Aralarındaki fark küçük olacağından, tercihen sınıf 0.2 olan yüksek hassasiyetli bir cihaz kullanmak gerekir.

Kablo uzunluğu büyük olabilir, bu da bir yerden başka bir yere geçiş için önemli bir zaman gerektirir. Bu süre boyunca, ağdaki voltaj çeşitli nedenlerle değişebilir, bu da nihai sonucu bozar. Bu nedenle, bu tür ölçümlerin her iki tarafta eşzamanlı olarak yapılması, iletişim tesisleri ile bir asistan ve ikinci bir yüksek hassasiyetli ölçüm cihazı dahil edilmesi gelenekseldir.

Voltmetreler voltajın etkin değerini ölçtüğü için, okumalarındaki fark, kablonun giriş ve çıkışında vektör modüllerinin aritmetik olarak çıkarılmasıyla oluşan kayıp miktarını gösterecektir.

Örnek olarak, üst fotoğraflarda gösterilen gerilim trafosu devrelerini ele alıyoruz. Kablonun girişindeki doğrusal değerin en yakın onuncuya ve 100.0 volta eşit olduğunu ve yüke bağlı çıkış terminallerinde 99.5 volt olduğunu varsayalım. Bu, voltaj kayıplarının 100.0-99.5 = 0.5 V olarak tanımlandığı anlamına gelir. Yüzdelere dönüştürüldüğünde% 0.5'e ulaştı.

Voltaj kayıplarını hesaplama prensibi

Düşme ve gerilim kaybı vektörlerinin vektör diyagramına dönelim. Kablo tasarımı bilindiğinde, direnci, akım taşıyan çekirdeğin metalinin özdirençinden, kalınlığından ve uzunluğundan hesaplanır.

Spesifik reaktans ve uzunluk, kablonun toplam reaktansını belirler. Genellikle, hesaplama için, tablolar içeren bir dizin almak oldukça yeterlidir ve belirli teknik özelliklere sahip kablo markasına göre her iki direnç türünü hesaplar (aktif ve reaktif).

Dik açılı bir üçgenin iki bacağını bilmek, hipotenüs hesaplanır - karmaşık direncin değeri.

Nominal akım iletmek için bir kablo oluşturulur. Sayısal değerini karmaşık dirençle çarparak, voltaj tarafındaki AC'nin büyüklüğünü öğreniriz. Her iki bacak da benzer şekilde hesaplanır: ak (I ∙ R) ve kс (I ∙ X).

Daha sonra basit trigonometrik hesaplamalar yapılır. Ake üçgeninde bacak ae, I ∙ R'nin cos by ile çarpılmasıyla tanımlanır ve Δ сkf'de yan cf'nin uzunluğu (I ∙ X günah φ ile çarpılır). Cf segmentinin, dikdörtgenin karşı tarafı olarak, ed segmentinin uzunluğuna eşit olduğunu lütfen unutmayın.

Elde edilen uzunlukları ae ve ed ekleyin. Ab veya voltaj kaybından biraz daha az olan segment reklamın uzunluğunu öğreniyoruz. Bd'nin küçük değeri nedeniyle, bu değerin ihmal edilmesi, neredeyse her zaman yapılan hesaplamalarda dikkate almaya çalışmaktan daha kolaydır.

Bu basit algoritma, alternatif bir sinüzoidal akımla beslendiğinde iki çekirdekli bir kabloyu hesaplamanın temelidir. Teknik, DC devreleri için küçük ayarlarla çalışır.

Üç veya dört telli kablolarda çalışan üç fazlı hatlarda, her faz için benzer bir hesaplama prosedürü kullanılır. Bu nedenle, çok daha karmaşıktır.

Hesaplama pratikte nasıl yapılır

Bu hesaplamaların formüllerle manuel olarak yapıldığı zamanlar uzun zaman geçti. Tasarım organizasyonları uzun zamandır teknik kılavuzlarda özetlenen özel tablolar, grafikler ve diyagramlar kullanmaktadır. Çok sayıda matematiksel işlem ve ilgili operatör hatalarını gerçekleştirme rutin işini ortadan kaldırırlar.

Örnek olarak, herkesin erişebileceği dizinlerde belirtilen teknikleri gösterebiliriz:

• 1986'da Fedorov'un elektrik arzı;

• Bolshman, Krupovich ve Samover tarafından düzenlenen elektrik hatlarının ve elektrik şebekelerinin güç beslemesi için tasarım çalışması.

Bilgisayarların hayatımıza yoğun bir şekilde dahil edilmesiyle, bu süreci büyük ölçüde kolaylaştıran voltaj kayıplarını hesaplamaya yönelik programlar geliştirilmeye başlandı. Hem tasarım organizasyonları tarafından karmaşık güç kaynağı ağları hesaplamaları yapmak hem de ayrı bir kablo kullanmanın ön sonuçlarının yaklaşık bir değerlendirmesi için yaratılmıştır.

Bu amaçlar için elektrik sitesi sahipleri, kaynaklarına farklı markaların kablolarının yeteneklerini hızlı bir şekilde değerlendirmenizi sağlayan çeşitli hesap makineleri yerleştirir. Bunları bulmak için Google aramada ilgili sorguyu girmek ve hizmetlerden birini seçmek yeterlidir.

Örnek olarak, bu tür bir hesap makinesinin çalışmasını düşünün.

Onun için bir test testi yapacağız ve ilk verileri uygun alanlara gireceğiz:

• alternatif akım;

• alüminyum;

• hat uzunluğu - 400 m;

• kablo kesiti - 16 mm kare (büyük olasılıkla bir kablo değil, bir çekirdektir);

• güç hesabı - 100 W;

• faz sayısı - 3;

• ağ gerilimi - 100 volt;

• güç faktörü - 0.92;

• sıcaklık 20 derecedir.

“Kablodaki voltaj kayıplarının hesaplanması” düğmesine basıyoruz ve servisin sonucuna bakıyoruz.

Sonuç oldukça makul: 0.714 volt veya% 0.714.

Başka bir sitede tekrar kontrol etmeye çalışalım. Bunu yapmak için rakip bir servise gidin ve aynı değerleri girin.

Sonuç olarak, hızlı bir hesaplama alırız.

Artık farklı hizmetler tarafından yapılan sonuçları karşılaştırabilirsiniz. 0.714-0.699373 = 0.021 volt.

Her iki durumda da hesaplamanın doğruluğu sadece kablo performansının hızlı analizi için değil, aynı zamanda başka amaçlar için de kabul edilebilir.

İki çevrimiçi hizmetin çalışmasını karşılaştırmanın bir yöntemi, etkinliklerini ve bir kişinin dikkatsizce işleyebileceği veri giriş hatalarının olmadığını gösterdi.

Bununla birlikte, böyle bir hesaplama yaptıktan sonra sakinleşmek için çok erken. Seçilen kablonun belirli çalışma koşullarında çalışmaya uygun olduğu sonucuna varmak gerekir. Bunun için izin verilen voltajın normdan sapması için teknik gereksinimler vardır.

Voltajın nominal değerden sapması ile ilgili normatif belgeler

Uyruklarına bağlı olarak aşağıdakilerden birini kullanın.

TKP 45-4.04—149—2009 (RB)

Belge Beyaz Rusya Cumhuriyeti topraklarında geçerlidir. Sonucu alırken 9.23 maddesine dikkat edin.

SP 31-110-2003 (RF)

Mevcut standartlar, Rusya Federasyonu'nun güç kaynağı tesislerinde kullanım için verilmiştir. 7.23. Maddeyi ele alalım.

GOST 13109

1 Ocak 1999'da, eyaletlerarası standart olan GOST 13109, 1987'den değiştirildi. 5.3.2 paragrafına göre analiz edin.

Kablo kaybını azaltmanın yolları

Kablodaki voltaj kayıplarının hesaplanması yapıldığında ve sonuç düzenleyici belgelerin gereklilikleriyle karşılaştırıldığında, kablonun çalışmaya uygun olduğu sonucuna varabiliriz.

Sonuç, hataların fazla tahmin edildiğini gösteriyorsa, başka bir kablo seçmeniz veya çalışması için koşulları belirtmeniz gerekir. Uygulamada, tipik olarak, kablodaki gerilim kayıplarının izin verilen normları aştığı ölçüm yöntemleri ile ortaya çıkan kablo çalışırken ortaya çıkar. Bu nedenle, güç kaynağı tesislerinin kalitesi düşer.

Böyle bir durumda, aşağıdaki nedenlerle tam bir kablo değişimi için gerekli malzeme maliyetlerini azaltmak için ek teknik önlemler almak gerekir:

1. sızıntı yükü kısıtlamaları;

2. iletken iletkenlerin kesit alanının arttırılması;

3. çalışma kablosu uzunluğunu azaltmak;

4. daha düşük çalışma sıcaklığı.

Kablo gücünün voltaj kaybı üzerine etkisi

Bir iletken boyunca akım akışına her zaman içindeki ısının salınması eşlik eder ve ısıtma iletkenliğini etkiler.Kablodan artan güç iletildiğinde, yüksek bir sıcaklık yaratarak voltaj kayıplarını arttırırlar.

Bazen bunları azaltmak için, kablo ile elektrik alan bazı tüketicilerin başka bir baypas zincirinde basitçe kapanıp yeniden başlaması yeterlidir.

Bu yöntem, çok sayıda tüketici ve bağlantı için yedek hatlara sahip dallı devreler için kabul edilebilir.

Kablo çekirdeğinin kesit alanındaki artış

Bu yöntem genellikle voltaj ölçüm transformatörlerinin devrelerindeki kayıpları azaltmak için kullanılır. Çalışan bir kabloya başka bir kablo bağlar ve çekirdeklerini paralel olarak bağlarsanız, akımlar her bir kablodaki yükü böler ve azaltır. Gerilim kayıpları da azaltılır ve ölçüm sisteminin doğruluğu geri yüklenir.

Bu yöntemi kullanarak, yönetici belgelerinde ve özellikle onarım ve bakım personeli tarafından periyodik bakım yapmak için kullanılan kurulum şemalarında değişiklik yapmayı unutmamak önemlidir. Bu, çalışanların hata yapmasını önleyecektir.

Azaltılmış kablo uzunluğu

Yöntem tipik değildir, ancak bazı durumlarda kullanılabilir. Gerçek şu ki, birçok gelişmiş enerji işletmesindeki kablo yönlendirme şemaları, teslim edilen ekipmana göre sürekli olarak geliştirilmekte ve geliştirilmektedir.

Bu nedenle, kabloyu uzunluğunda bir azalma ile kaydırmak için fırsatlar yaratılır, bu da ortaya çıkan voltaj kaybını azaltacaktır.

Ortam sıcaklığının etkisi

Isıtmanın arttığı odalarda kablo kullanımı, ısı dengesinin ihlaline ve teknik özelliklerinin hatalarının artmasına neden olur. Diğer otoyollarda döşemek veya bir ısı yalıtım katmanı kullanmak voltaj kayıplarını azaltabilir.

Kural olarak, karmaşık uygulamalarıyla kablo özelliklerini bir veya daha fazla şekilde etkili bir şekilde geliştirmek mümkündür. Bu nedenle, böyle bir ihtiyaç ortaya çıktığında, soruna olası tüm çözümleri dikkate almak ve yerel koşullar için en uygun seçeneği seçmek önemlidir.

Elektrik ekonomisinin yetkili yönetiminin operasyonel durumun sürekli analizini, olayların gelişiminin öngörülmesini ve çeşitli durumları hesaplama yeteneğini gerektirdiği unutulmamalıdır. Bu nitelikler iyi bir elektrikçiyi sıradan işçilerin genel kitlesinden ayırır.

Comments

[#1]

Ne yazık ki, yukarıdaki şekilde, I * R vektörü I vektörüne paralel değildir.

Kablo göbeklerinin karşılıklı kapasitansı, direnç değil kapasitif iletkenlik yaratır.

Ve bu konuda uzun çizgi formüllerine güvenmelisiniz.