Comment calculer la chute de tension sur la longueur du câble dans les réseaux électriques

Lors du calcul de la perte d'électricité dans un câble, il est important de prendre en compte sa longueur, les sections transversales des conducteurs, la résistance inductive spécifique et la connexion des fils. Grâce à ces informations de base, vous pourrez calculer indépendamment la chute de tension.

Types et structure des pertes

Même les systèmes d'alimentation les plus efficaces subissent une perte de puissance réelle. Les pertes s'entendent comme la différence entre l'énergie électrique donnée aux utilisateurs et le fait qu'elle leur parvienne. Cela est dû à l'imperfection des systèmes et aux propriétés physiques des matériaux à partir desquels ils sont fabriqués.

Le type de perte de puissance le plus courant dans les réseaux électriques est associé aux pertes de tension dues à la longueur des câbles.Pour normaliser les frais financiers et calculer leur valeur réelle, la classification suivante a été élaborée :

1. facteur technique. Elle est liée aux caractéristiques des processus physiques et peut changer sous l'influence des charges, des coûts fixes conditionnels et des circonstances climatiques.
2. Le coût de l'utilisation de fournitures supplémentaires et de la mise en place des conditions nécessaires aux activités du personnel technique.
3. facteur commercial. Ce groupe comprend les écarts dus à l'imperfection de l'instrumentation et d'autres points qui provoquent une sous-estimation de l'énergie électrique.

Les principales causes de perte de tension

La principale raison de la perte de puissance dans le câble est la perte dans les lignes électriques. À distance de la centrale électrique des consommateurs, non seulement la puissance électrique est dissipée, mais également les chutes de tension (qui, lorsqu'elles atteignent une valeur inférieure à la valeur minimale autorisée, peuvent provoquer non seulement un fonctionnement inefficace des appareils, mais aussi leur totale inopérabilité.

De plus, les pertes dans les réseaux électriques peuvent être causées par la composante réactive d'une section d'un circuit électrique, c'est-à-dire la présence d'éléments inductifs dans ces sections (il peut s'agir de bobines et de circuits de communication, de transformateurs, de selfs basse et haute fréquence, moteurs électriques).

Moyens de réduire les pertes dans les réseaux électriques

L'utilisateur du réseau ne peut pas influer sur les pertes dans la ligne de transport d'énergie, mais peut réduire la chute de tension dans la section de circuit en connectant correctement ses éléments.

Il est préférable de connecter un câble en cuivre à un câble en cuivre et un câble en aluminium à un câble en aluminium.Il est préférable de minimiser le nombre de connexions de fils où le matériau de base change, car dans de tels endroits, non seulement l'énergie est dissipée, mais également la génération de chaleur augmente, ce qui, si le niveau d'isolation thermique est insuffisant, peut constituer un risque d'incendie. Compte tenu de la conductivité et de la résistivité du cuivre et de l'aluminium, il est plus efficace d'utiliser le cuivre en termes de coûts énergétiques.

Si possible, lors de la planification d'un circuit électrique, il est préférable de connecter en parallèle tous les éléments inductifs tels que les bobines (L), les transformateurs et les moteurs électriques, car selon les lois de la physique, l'inductance totale d'un tel circuit diminue, et lorsque connecté en série, au contraire, il augmente.

Des unités capacitives (ou des filtres RC en combinaison avec des résistances) sont également utilisées pour lisser la composante réactive.

Selon le principe de connexion des condensateurs et du consommateur, il existe plusieurs types de compensation : personnelle, collective et générale.

1. Avec compensation personnelle, les capacités sont connectées directement à l'endroit où la puissance réactive apparaît, c'est-à-dire leur propre condensateur - à un moteur asynchrone, un de plus - à une lampe à décharge, une de plus - à une soudure, une de plus - pour un transformateur, etc... À ce stade, les câbles entrants sont déchargés des courants réactifs vers l'utilisateur individuel.
2. La compensation de groupe consiste à connecter un ou plusieurs condensateurs à plusieurs éléments à grandes caractéristiques inductives. Dans cette situation, l'activité simultanée régulière de plusieurs consommateurs est associée au transfert de l'énergie réactive totale entre les charges et les condensateurs. La ligne qui fournit de l'énergie électrique à un groupe de charges se déchargera.
3. La compensation générale implique l'insertion de condensateurs avec un régulateur dans le tableau principal ou le tableau principal. Il évalue la consommation réelle de puissance réactive et connecte et déconnecte rapidement le nombre requis de condensateurs. De ce fait, la puissance totale prélevée sur le réseau est réduite au minimum en fonction de la valeur instantanée de la puissance réactive requise.
4. Toutes les installations de compensation de puissance réactive comprennent une paire de branches de condensateurs, une paire d'étages, qui sont formés spécifiquement pour le réseau électrique, en fonction des charges potentielles. Dimensions typiques des marches : 5 ; Dix; vingt; trente; cinquante; 7,5 ; 12,5 ; 25 m²

Pour acquérir de grandes étapes (100 kvar ou plus), les petites sont connectées en parallèle. Les charges sur le réseau sont réduites, les courants de commutation et leurs interférences sont réduits. Dans les réseaux avec de nombreuses harmoniques élevées de la tension secteur, les condensateurs sont protégés par des selfs.

Les compensateurs automatiques procurent au réseau qui en est équipé les avantages suivants :

• réduire la charge des transformateurs ;
• simplifier les exigences de section de câble ;
• permettre de charger le réseau électrique plus que possible sans compensation ;
• éliminer les causes d'une diminution de la tension du secteur, même lorsque la charge est connectée par de longs câbles ;
• augmenter l'efficacité des générateurs mobiles sur le carburant;
• faciliter le démarrage des moteurs électriques ;
• augmenter le cosinus phi ;
• éliminer la puissance réactive des circuits ;
• protéger contre les surtensions ;
• améliorer l'ajustement des performances du réseau.

Calculateur de perte de tension de câble

Pour tout câble, le calcul de la perte de tension peut être effectué en ligne. Vous trouverez ci-dessous un calculateur de perte de câble de tension en ligne.

Le calculateur est en cours de développement et sera bientôt disponible.

Calcul de la formule

Si vous souhaitez calculer indépendamment quelle est la chute de tension dans le fil, compte tenu de sa longueur et d'autres facteurs affectant les pertes, vous pouvez utiliser la formule de calcul de la chute de tension dans le câble :

∆U, % = (Un - U) * 100 / Un,

où Un - tension nominale à l'entrée du réseau;

U est la tension sur un élément de réseau séparé (les pertes sont calculées en pourcentage de la tension nominale présente à l'entrée).

De là, nous pouvons déduire la formule de calcul des pertes d'énergie :

ΔP,% = (Un - U) * I * 100 / Un,

où Un - tension nominale à l'entrée du réseau;

I est le courant réel du réseau ;

U est la tension sur un élément de réseau séparé (les pertes sont calculées en pourcentage de la tension nominale présente à l'entrée).

Tableau des pertes de tension sur la longueur du câble

Vous trouverez ci-dessous les chutes de tension approximatives sur la longueur du câble (tableau de Knorring). Nous déterminons la section requise et examinons la valeur dans la colonne correspondante.

Les brins de fil émettent de la chaleur lorsque le courant circule. La taille du courant, ainsi que la résistance des conducteurs, déterminent le degré de perte. Si vous disposez de données sur la résistance du câble et la quantité de courant qui les traverse, vous pouvez connaître la quantité de pertes dans le circuit.

Les tableaux ne tiennent pas compte de la réactance inductive, car lors de l'utilisation de fils, il est excessivement petit et ne peut pas être égal à actif.

Qui paie les pertes d'électricité

Les pertes d'électricité pendant la transmission (si elle est transmise sur de longues distances) peuvent être importantes. Cela affecte le côté financier de la question. La composante réactive est prise en compte lors de la détermination du tarif général d'utilisation du courant nominal pour la population.

Pour les lignes monophasées, il est déjà inclus dans le prix, en tenant compte des paramètres du réseau. Pour les personnes morales, cette composante est calculée indépendamment des charges actives et est indiquée séparément dans la facture fournie, à un tarif spécial (moins cher que l'actif). Cela est dû à la présence dans les entreprises d'un grand nombre de mécanismes d'induction (par exemple, des moteurs électriques).

Les autorités de contrôle de l'énergie établissent la chute de tension admissible, ou la norme de pertes dans les réseaux électriques. L'utilisateur paie pour les pertes lors de la transmission de puissance. Par conséquent, du point de vue du consommateur, il est économiquement intéressant de réfléchir à la manière de les réduire en modifiant les caractéristiques du circuit électrique.

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