Quando si calcola la perdita di elettricità in un cavo, è importante tener conto della sua lunghezza, delle sezioni dei conduttori, della resistenza induttiva specifica e del collegamento del filo. Grazie a queste informazioni di base, sarai in grado di calcolare in modo indipendente la caduta di tensione.
Contenuto
- 1 Tipi e struttura delle perdite
- 2 Le principali cause di perdita di tensione
- 3 Modi per ridurre le perdite nelle reti elettriche
- 4 Calcolatore della perdita di tensione del cavo
- 5 Calcolo della formula
- 6 Tabella delle perdite di tensione lungo la lunghezza del cavo
- 7 Chi paga le perdite di energia elettrica
Tipi e struttura delle perdite
Anche i sistemi di alimentazione più efficienti presentano una perdita di potenza effettiva. Le perdite sono intese come la differenza tra l'energia elettrica data agli utenti e il fatto che è arrivata a loro. Ciò è dovuto all'imperfezione dei sistemi e alle proprietà fisiche dei materiali con cui sono realizzati.
Il tipo più comune di perdita di potenza nelle reti elettriche è associato a perdite di tensione dovute alla lunghezza del cavo.Per normalizzare gli oneri finanziari e calcolarne il valore effettivo è stata elaborata la seguente classificazione:
- fattore tecnico. È correlato alle caratteristiche dei processi fisici e può cambiare sotto l'influenza di carichi, costi fissi condizionati e circostanze climatiche.
- Il costo dell'utilizzo di forniture aggiuntive e della fornitura delle condizioni necessarie per le attività del personale tecnico.
- fattore commerciale. Questo gruppo include deviazioni dovute all'imperfezione della strumentazione e altri punti che provocano una sottovalutazione dell'energia elettrica.
Le principali cause di perdita di tensione
Il motivo principale della perdita di potenza nel cavo è la perdita di linee elettriche. A distanza dalla centrale ai consumatori, non solo viene dissipata la potenza dell'energia elettrica, ma anche le cadute di tensione (che, al raggiungimento di un valore inferiore al valore minimo consentito, possono provocare non solo un funzionamento inefficiente dei dispositivi, ma anche la loro completa inoperabilità.
Inoltre, le perdite nelle reti elettriche possono essere causate dalla componente reattiva di una sezione di un circuito elettrico, ovvero dalla presenza di eventuali elementi induttivi in queste sezioni (possono essere bobine e circuiti di comunicazione, trasformatori, induttanze di bassa e alta frequenza, motori elettrici).
Modi per ridurre le perdite nelle reti elettriche
L'utente della rete non può influenzare le perdite nella linea di trasmissione di potenza, ma può ridurre la caduta di tensione nella sezione del circuito collegando correttamente i suoi elementi.
È meglio collegare il cavo di rame al cavo di rame e il cavo di alluminio al cavo di alluminio.È meglio ridurre al minimo il numero di collegamenti dei cavi in cui il materiale del nucleo cambia, poiché in tali luoghi non solo viene dissipata l'energia, ma aumenta anche la generazione di calore, che, se il livello di isolamento termico è insufficiente, può essere un pericolo di incendio. Data la conduttività e la resistività del rame e dell'alluminio, è più efficiente utilizzare il rame in termini di costi energetici.
Se possibile, quando si pianifica un circuito elettrico, è meglio collegare in parallelo eventuali elementi induttivi come bobine (L), trasformatori e motori elettrici, poiché secondo le leggi della fisica, l'induttanza totale di un tale circuito diminuisce e quando collegato in serie, al contrario, aumenta.
Le unità capacitive (o filtri RC in combinazione con resistori) vengono utilizzate anche per livellare la componente reattiva.
A seconda del principio di collegamento dei condensatori e del consumatore, esistono diversi tipi di compensazione: personale, di gruppo e generale.
- Con la compensazione personale, le capacità sono collegate direttamente al punto in cui appare la potenza reattiva, cioè il proprio condensatore - a un motore asincrono, uno in più - a una lampada a scarica di gas, uno in più - a uno di saldatura, uno in più - per un trasformatore, ecc. A questo punto i cavi in ingresso vengono scaricati dalle correnti reattive al singolo utente.
- La compensazione di gruppo prevede il collegamento di uno o più condensatori a più elementi con elevate caratteristiche induttive. In questa situazione, la regolare attività simultanea di più utenze è associata al trasferimento dell'energia reattiva totale tra carichi e condensatori. La linea che fornisce energia elettrica a un gruppo di carichi si scaricherà.
- La compensazione generale prevede l'inserimento di condensatori con regolatore nel quadro principale, o quadro principale. Valuta il consumo effettivo di potenza reattiva e collega e scollega rapidamente il numero richiesto di condensatori. Di conseguenza, la potenza totale prelevata dalla rete viene ridotta al minimo in funzione del valore istantaneo della potenza reattiva richiesta.
- Tutti gli impianti di compensazione della potenza reattiva comprendono una coppia di rami di condensatori, una coppia di stadi, che sono formati appositamente per la rete elettrica, a seconda dei carichi potenziali. Dimensioni tipiche dei gradini: 5; dieci; venti; trenta; cinquanta; 7.5; 12.5; 25 mq.
Per acquisire gradini grandi (100 o più kvar), quelli piccoli sono collegati in parallelo. Si riducono i carichi sulla rete, si riducono le correnti di commutazione e le relative interferenze. Nelle reti con molte armoniche elevate della tensione di rete, i condensatori sono protetti da induttanze.
I compensatori automatici forniscono alla rete che ne è dotata i seguenti vantaggi:
- ridurre il carico dei trasformatori;
- semplificare i requisiti della sezione dei cavi;
- consentire di caricare la rete elettrica più che possibile senza compensazione;
- eliminare le cause di diminuzione della tensione di rete, anche quando il carico è collegato con cavi lunghi;
- aumentare l'efficienza dei generatori mobili a combustibile;
- facilitare l'avviamento dei motori elettrici;
- aumentare il coseno phi;
- eliminare la potenza reattiva dai circuiti;
- proteggere dalle sovratensioni;
- migliorare l'adeguamento delle prestazioni della rete.
Calcolatore della perdita di tensione del cavo
Per qualsiasi cavo, il calcolo della perdita di tensione può essere effettuato online. Di seguito è riportato un calcolatore di perdita del cavo di tensione online.
Il calcolatore è in fase di sviluppo e sarà presto disponibile.
Calcolo della formula
Se si desidera calcolare autonomamente qual è la caduta di tensione nel cavo, data la sua lunghezza e altri fattori che influenzano le perdite, è possibile utilizzare la formula per calcolare la caduta di tensione nel cavo:
ΔU, % = (Un - U) * 100 / Un,
dove Un - tensione nominale all'ingresso della rete;
U è la tensione su un elemento di rete separato (le perdite sono calcolate come percentuale della tensione nominale presente in ingresso).
Da ciò possiamo ricavare la formula per il calcolo delle perdite di energia:
ΔP,% = (Un - U) * I * 100 / Un,
dove Un - tensione nominale all'ingresso della rete;
I è la corrente di rete effettiva;
U è la tensione su un elemento di rete separato (le perdite sono calcolate come percentuale della tensione nominale presente in ingresso).
Tabella delle perdite di tensione lungo la lunghezza del cavo
Di seguito sono riportate le cadute di tensione approssimative lungo la lunghezza del cavo (tabella Knorring). Determiniamo la sezione richiesta e osserviamo il valore nella colonna corrispondente.
| ΔU, % | Coppia di carico per conduttori in rame, kW∙m, linee a due fili per tensione 220 V | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Con sezione del conduttore s, mm², pari a | ||||||
| 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 |
I fili di filo irradiano calore quando scorre la corrente. La dimensione della corrente, insieme alla resistenza dei conduttori, determina il grado di perdita. Se hai dati sulla resistenza del cavo e sulla quantità di corrente che li attraversa, puoi scoprire la quantità di perdite nel circuito.
Le tabelle non tengono conto della reattanza induttiva, come quando si utilizzano fili, è eccessivamente piccolo e non può essere uguale a attivo.
Chi paga le perdite di energia elettrica
Le perdite di elettricità durante la trasmissione (se trasmessa su lunghe distanze) possono essere significative. Ciò influisce sul lato finanziario della questione. La componente reattiva viene presa in considerazione nella determinazione della tariffa generale per l'utilizzo della corrente nominale per la popolazione.
Per le linee monofase è già compreso nel prezzo, tenendo conto dei parametri di rete. Per le persone giuridiche, tale componente è calcolata indipendentemente dai carichi attivi ed è indicata separatamente nella fattura fornita, ad una tariffa speciale (più economica di quella attiva). Ciò è dovuto alla presenza nelle imprese di un gran numero di meccanismi di induzione (ad esempio motori elettrici).
Le autorità di vigilanza energetica stabiliscono la caduta di tensione consentita o lo standard per le perdite nelle reti elettriche. L'utente paga le perdite durante la trasmissione di potenza. Pertanto, dal punto di vista del consumatore, è economicamente vantaggioso pensare a come ridurli modificando le caratteristiche del circuito elettrico.
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