Меню

Как определить потери электроэнергии по длине проводов

Расчет падения напряжения в кабеле

Содержание

Как известно, сечение кабеля выбирается не только по его способности выдерживать без перегрева свой максимальный ток. Другой критерий выбора – его длина. От длины зависит такой важный параметр системы электропитания, как падение напряжения. Иначе говоря – потери на кабельной линии.

В бытовой электропроводке эта проблема практически не принимается во внимание, поскольку существенное влияние она оказывает на длинах кабелей от нескольких десятков метров. Хотя, я уже писал на эту тему статью про падение напряжения, но там основная причина потерь заключалась в большом токе.

В интернете эта тема раскрыта очень поверхностно, и когда я с ней столкнулся, очень долго разбирался. Вспомнил косинусы с синусами, нашёл свой старый калькулятор)) Пока разбирался, написал эту статью. Как обычно у меня и бывает).

В данной статье приведу расчеты и рекомендации, сделанные мной для крупного складского комплекса, введенного в эксплуатацию год назад.

Зачем нужен расчет потерь напряжения в кабеле

Предыстория такова. Проектировщикам выдали техническое задание на проект электроснабжения, в котором была указана мощность холодильных систем. Пока выполнялся проект и выделялись деньги на его реализацию, было куплено холодильное оборудование с потребляемой мощностью, в 2 раза превышавшей исходную. Кроме того, выяснилось, что реальное расстояние до подстанции будет почти в 2 раза больше…

В общем, дорогущее немецкое холодильное оборудование отказывается работать, все знают, что делать, но никто не хочет за это платить. Прошедшим летом из-за пониженного напряжения (линейное 340-360 В) сгорел компрессор стоимостью более 10 тыс.евро. Терпеть дальше это было нельзя. Меня попросили провести расчеты, мониторинг и измерения на системе питания, и дать рекомендации по решению проблемы.

Поскольку писал я этот отчет от лица фирмы, имеющей лицензию на энергоаудит, то этот документ будет иметь силу в предстоящей судебной тяжбе.

По ходу документа в цитатах буду давать комментарии и уточнения.

Было проведено обследование качество электроэнергии, поступающей от трансформаторной подстанции (ТП) по первому участку (440 м) до ГРЩ 2.2 и далее по вторым участкам (50 и 40 м) на холодильные установки (Система 12 и Система 14).

Схема структурная данной системы:

Цель обследования – выявить причины значительного падения напряжения на кабельной линии.

Читайте также:  Как скрепить два конца провода

Источник

Расчет потерь электроэнергии в кабеле 0,4 кв — от расчетчика

Если вы — владелец или арендатор нежилого помещения, индивидуального частного дома, торгового модуля, то, возможно, вы сталкивались с требованием энергосбытовой компании предоставить расчет потерь электроэнергии в кабеле, питающем вашу электроустановку.

В конце этой статьи будет ссылка на бесплатный онлайновый калькулятор потерь электроэнергии.

Законно ли это требование?

Такое требование приведено в [1] и предъявляется в случае, когда счетчик электроэнергии устанавливается не на границе балансовой принадлежности электрической сети.

Если вы не согласны, спорить не нужно, в суде вы проиграете. Лучше ознакомьтесь с [1] и [2].

Требования к расчету

При этом расчет потерь должен соответствовать методике, приведенной в [2].

Наверное, вам будет интересно узнать, что для расчета потерь не нужно иметь лицензию, допуск СРО или хотя бы диплом инженер-электрика. Нужно просто уметь считать потери.

Если с вас в сбытовой компании потребовали сделать расчет в компании с лицензией или допуском. значит, ваши сбытовики незнакомы с законами РФ. Редко, но бывает.

Образец расчета потерь электроэнергии

Здесь я приведу внешний вид расчета потерь, который принимает у меня ПСК из года в год. ПСК — основная энергосбытовая компания Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Заодно покажу схему электроснабжения и покажу на ней границу балансовой принадлежности.

Расчет потерь электроэнергии в проводе, питающем торговый модуль в Санкт-Петербурге. Для электроустановки мощностью 10 кВт в проводе СИП 4х16 длиной 130 м величина потерь составила 2,3%.

Однолинейная схема электроснабжения торгового модуля, на ней нанесена граница балансовой принадлежности электрической сети и размер потерь электроэнергии.

Аналогичным образом выглядит расчет потерь электроэнергии в кабеле для перечисленных и более крупных объектов.

Бесплатный онлайн калькулятор потерь электроэнергии

Вы можете рассчитать потери электроэнергии для своего кабеля в этом калькуляторе потерь электроэнергии . На мой взгляд, в нем все понятно, чтобы освоиться, ничего не вводите, просто нажмите кнопку «Рассчитать». Посмотрите на результат и экспериментируйте со своими данными.

Зная как выглядит расчет потерь электроэнергии, вы сможете грамотно его заказать. Если есть вопросы — задайте в комментариях.

Значение темы потерь в сетях 0,4 кв выросло последнее время в связи с переходом садоводов на прямые договора со сбытовыми компаниями.

Подробнее вы можете прочитать здесь:

1. п. 144 «Основных положений функционирования розничных рынков электроэнергии», утвержденных Постановлением Правительства РФ от 04.05.2012 №442.

Читайте также:  Трубка для организации проводов

2. Инструкция по организации в Министерстве энергетики Российской Федерации работы по расчету и обоснованию нормативов технологических потерь электроэнергии при ее передаче по электрическим сетям, утвержденная Приказом Министерства энергетики РФ от 30 декабря 2008 г. N 326.

Источник



Влияние длины и сечения кабеля на потери по напряжению

Потери электроэнергии – неизбежная плата за ее транспортировку по проводам, вне зависимости от длины передающей линии. Существуют они и на воздушных линиях электропередач длиною в сотни километров и на отрезках электропроводки в несколько десятков метров домашней электрической сети. Происходят они, прежде всего потому, что любые провода имеют конечное сопротивление электрическому току. Закон Ома, с которым каждый из нас имел возможность познакомиться на школьных уроках физики, гласит, что напряжение (U) связано с током (I) и сопротивлением (R) следующим выражением:

из него следует что чем выше сопротивление проводника, тем больше на нем падение (потери) напряжения при постоянных значениях тока. Это напряжение приводит к нагреву проводников, который может грозить плавлением изоляции, коротким замыканием и возгоранием электропроводки.

При передаче электроэнергии на большие расстояния потерь удается избегать за счет снижения силы передаваемого тока, достигается это многократным повышением напряжения до сотен киловольт. В случае низковольтных сетей, напряжением 220 (380) В, потери можно минимизировать только выбором правильного сечения кабеля.

Почему падает напряжение и как это зависит от длины и сечения проводников

Для начала остановимся на простом житейском примере частного сектора в черте города или большого поселка, в центре которого находится трансформаторная подстанция. Жильцы домов, расположенных в непосредственной близости к ней жалуются на постоянную замену быстро перегорающих лампочек, что вполне закономерно, ведь напряжение в их сети достигает 250 В и выше. В то время как на окраине села при максимальных нагрузках на сеть оно может опускаться до 150 вольт. Вывод в таком случае напрашивается один, падение напряжение зависит от длины проводников, представленных линейными проводами.

Конкретизируем, от чего зависит величина сопротивления проводника на примере медных проводов, которым сегодня отдается предпочтение. Для этого опять вернемся к школьному курсу физики, из которого известно, что сопротивление проводника зависит от трех величин:

  • удельного сопротивления материала – ρ;
  • длины отрезка проводника – l;
  • площади поперечного сечения (при условии, что по всей длине оно одинаковое) – S.
Читайте также:  При устройстве молниеотвода использовали медный провод сечением 35 мм2

Все четыре параметра связывает следующее соотношение:

очевидно, что сопротивление растет по мере увеличения длины проводника и падает по мере увеличения сечения жилы.

Для медных проводников удельное сопротивление составляет 0.0175 Ом·мм²/м, это значит, что километр медного провода сечением 1 мм² будет иметь сопротивление 17.5 Ом, в реальной ситуации оно может отличаться, например, из-за чистоты металла (наличия в сплаве примесей).

Для алюминиевых проводников величина сопротивления еще выше, поскольку удельное сопротивление алюминиевых проводов составляет 0.028 Ом·мм²/м.

Теперь вернемся к нашему примеру. Пусть от подстанции до самого крайнего дома расстояние составляет 1 км и электропитание напряжения 220 вольт до него проложено алюминиевым проводом марки А, с минимальным сечением 10 мм². Расстояние, которое необходимо пройти электрическому току складывается из длины нулевых и фазных проводов, то есть в нашем примере необходимо применить коэффициент 2, таким образом максимальная длина составит 2000 м. Подставляя наши значения в последнюю формулу, получим величину сопротивления равную 5.6 Ом.

Много это или мало, понятно из упомянутого выше закона Ома, так для потребителя с номинальным током всего 10 ампер, в приведенном примере падение напряжения составит 56 В, которые уйдут на обогрев улицы.

Конечно же, если нельзя уменьшить расстояние, следует выбрать сечение проводов большей площади, это касается и внутренних проводок, однако это ведет к увеличению затрат на кабельно-проводниковую продукцию. Оптимальным решением будет правильно рассчитать сечения проводов, учитывая максимальную допустимую нагрузку.

Смотрите также другие статьи :

К помещениям первой категории относятся сухие помещения с нормальными климатическими условиями, в которых отсутствуют любые из приведенных выше факторов. Такая характеристика может соответствовать, например складскому помещению.

На практике синусоидальные напряжения электрических сетей подвержены искажениям и вместо идеальной синусоиды на экране осциллографа мы видим искаженный, испещренный провалами, зазубринами и всплесками сигнал. Эти искажения следствие влияния гармоник – паразитных колебаний кратных основной частоте сигнала, вызванных включением в сеть нелинейных нагрузок.

Источник