ຄໍາຕອບໂດຍກົງ
ເມື່ອທ່ານຫຼຸດແຮງດັນໄຟຟ້າລົງເຄິ່ງໜຶ່ງໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຜົນຜະລິດພະລັງງານຄືເກົ່າ, ກະແສໄຟຟ້າຈະເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າ, ແລະການສູນເສຍໃນສາຍສົ່ງຈະເພີ່ມຂຶ້ນສີ່ເທົ່າ. ສິ່ງນີ້ເກີດຂຶ້ນເນື່ອງຈາກການສູນເສຍພະລັງງານໃນສາຍສົ່ງແມ່ນເປັນໄປຕາມສູດ I²R, ບ່ອນທີ່ການສູນເສຍແມ່ນສອດຄ່ອງກັບກຳລັງສອງຂອງກະແສໄຟຟ້າ. ຕົວຢ່າງ, ການຫຼຸດແຮງດັນໄຟຟ້າຈາກ 400V ຫາ 200V ໃນຂະນະທີ່ສົ່ງກະແສໄຟຟ້າ 10kW ຄືເກົ່າຈະເພີ່ມກະແສໄຟຟ້າຈາກ 25A ຫາ 50A, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດການສູນເສຍພະລັງງານເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 312.5W ຫາ 1,250W ໃນສາຍສົ່ງທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານ 0.5Ω. ຄວາມສຳພັນພື້ນຖານນີ້ອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງລະບົບໄຟຟ້າທົ່ວໂລກຈຶ່ງໃຊ້ສາຍສົ່ງແຮງດັນສູງເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍພະລັງງານ ແລະເປັນຫຍັງການເລືອກແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ເໝາະສົມຈຶ່ງມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ການແຈກຢາຍພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບ.
ເຂົ້າໃຈຄວາມສຳພັນພື້ນຖານລະຫວ່າງແຮງດັນໄຟຟ້າ, ກະແສໄຟຟ້າ ແລະການສູນເສຍພະລັງງານ
ຄວາມສຳພັນລະຫວ່າງແຮງດັນໄຟຟ້າ, ກະແສໄຟຟ້າ ແລະການສູນເສຍພະລັງງານແມ່ນພື້ນຖານຂອງການອອກແບບລະບົບແຈກຢາຍໄຟຟ້າ. ວິສະວະກອນໄຟຟ້າທຸກຄົນຕ້ອງເຂົ້າໃຈຫຼັກການນີ້ເພື່ອສ້າງລະບົບໄຟຟ້າທີ່ມີປະສິດທິພາບ, ປອດໄພ ແລະຄຸ້ມຄ່າ.
ສົມຜົນພະລັງງານ: ເປັນຫຍັງແຮງດັນໄຟຟ້າ ແລະກະແສໄຟຟ້າຈຶ່ງມີຄວາມສຳພັນກົງກັນຂ້າມ
ສຳລັບຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານໃດໜຶ່ງ, ແຮງດັນໄຟຟ້າ ແລະກະແສໄຟຟ້າຮັກສາຄວາມສຳພັນກົງກັນຂ້າມທີ່ກຳນົດໂດຍສົມຜົນພະລັງງານພື້ນຖານ: P = V × I × cosφ, ບ່ອນທີ່ P ເປັນຕົວແທນຂອງພະລັງງານເປັນວັດ, V ແມ່ນແຮງດັນໄຟຟ້າເປັນໂວນ, I ແມ່ນກະແສໄຟຟ້າເປັນແອມແປ, ແລະ cosφ ແມ່ນປັດໄຈພະລັງງານ. ເມື່ອທ່ານຫຼຸດແຮງດັນໄຟຟ້າໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຜົນຜະລິດພະລັງງານຄົງທີ່, ກະແສໄຟຟ້າຕ້ອງເພີ່ມຂຶ້ນຕາມອັດຕາສ່ວນເພື່ອຊົດເຊີຍ. ນີ້ບໍ່ແມ່ນພຽງແຕ່ແນວຄວາມຄິດທາງທິດສະດີເທົ່ານັ້ນ—ມັນມີຜົນກະທົບໃນທາງປະຕິບັດຢ່າງເລິກເຊິ່ງຕໍ່ທຸກໆລະບົບໄຟຟ້າຕັ້ງແຕ່ສາຍໄຟໃນເຮືອນໄປຈົນເຖິງຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຂ້າມທະວີບ.
ພິຈາລະນາສະຖານະການຕົວຈິງ: ໂຮງງານຜະລິດແຫ່ງໜຶ່ງຕ້ອງການພະລັງງານ 10kW ທີ່ປັດໄຈພະລັງງານເປັນເອກະພາບ (cosφ ≈ 1). ທີ່ 400V, ລະບົບດຶງກະແສໄຟຟ້າ 25A. ຖ້າທ່ານຫຼຸດແຮງດັນໄຟຟ້າລົງເປັນ 200V ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາການໂຫຼດ 10kW ຄືເກົ່າ, ກະແສໄຟຟ້າຕ້ອງເພີ່ມຂຶ້ນເປັນສອງເທົ່າເປັນ 50A. ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງກະແສໄຟຟ້ານີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດຜົນສະທ້ອນເປັນລຳດັບທີ່ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຂະໜາດຂອງສາຍສົ່ງ, ການເລືອກອຸປະກອນປ້ອງກັນ, ປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານ ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໂດຍລວມຂອງລະບົບ. ເຂົ້າໃຈການຈັດປະເພດແຮງດັນໄຟຟ້າ ຊ່ວຍໃຫ້ວິສະວະກອນເລືອກອຸປະກອນທີ່ເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ສູດການສູນເສຍ I²R: ເປັນຫຍັງກະແສໄຟຟ້າຈຶ່ງສຳຄັນກວ່າທີ່ທ່ານຄິດ
ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ສຳຄັນທີ່ຂັບເຄື່ອນການອອກແບບການແຈກຢາຍໄຟຟ້າທີ່ທັນສະໄໝແມ່ນວ່າການສູນເສຍພະລັງງານໃນສາຍສົ່ງບໍ່ໄດ້ສອດຄ່ອງກັບກະແສໄຟຟ້າເທົ່ານັ້ນ—ມັນສອດຄ່ອງກັບ ກຳລັງສອງ ຂອງກະແສໄຟຟ້າ. ສູດ P_loss = I²R ເປີດເຜີຍວ່າເປັນຫຍັງການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງກະແສໄຟຟ້າເລັກນ້ອຍຈຶ່ງສ້າງການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການສູນເສຍພະລັງງານທີ່ບໍ່ສົມສ່ວນ. ໃນສົມຜົນນີ້, P_loss ເປັນຕົວແທນຂອງພະລັງງານທີ່ລະບາຍອອກເປັນຄວາມຮ້ອນເປັນວັດ, I ແມ່ນກະແສໄຟຟ້າເປັນແອມແປ, ແລະ R ແມ່ນຄວາມຕ້ານທານຂອງສາຍສົ່ງເປັນໂອມ.
ຄວາມສຳພັນກຳລັງສອງນີ້ໝາຍຄວາມວ່າການເພີ່ມກະແສໄຟຟ້າເປັນສອງເທົ່າບໍ່ໄດ້ເພີ່ມການສູນເສຍເປັນສອງເທົ່າເທົ່ານັ້ນ—ມັນເພີ່ມຂຶ້ນສີ່ເທົ່າ. ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າຂອງໂຮງງານຕົວຢ່າງຂອງພວກເຮົາເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 25A ຫາ 50A ເນື່ອງຈາກແຮງດັນໄຟຟ້າຫຼຸດລົງເຄິ່ງໜຶ່ງ, ການສູນເສຍບໍ່ໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນຈາກ 312.5W ຫາ 625W ເທົ່ານັ້ນ. ແທນທີ່ຈະ, ພວກມັນເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ 1,250W—ສີ່ເທົ່າຂອງການສູນເສຍເບື້ອງຕົ້ນ. ພະລັງງານທີ່ສູນເສຍນີ້ປ່ຽນເປັນຄວາມຮ້ອນໃນສາຍສົ່ງ, ເຊິ່ງຕ້ອງການຂະໜາດສາຍໄຟທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ, ລະບົບເຮັດຄວາມເຢັນທີ່ດີກວ່າ, ແລະໃນທີ່ສຸດກໍ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫຼາຍກວ່າທັງພື້ນຖານໂຄງລ່າງ ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໄຟຟ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ຂະໜາດສາຍໄຟທີ່ເໝາະສົມ ກາຍເປັນສິ່ງສຳຄັນເພື່ອຈັດການການສູນເສຍເຫຼົ່ານີ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ.
ຫຼັກຖານທາງຄະນິດສາດແມ່ນກົງໄປກົງມາແຕ່ໃຫ້ຄວາມກະຈ່າງແຈ້ງ. ເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍສົມຜົນພະລັງງານ P = V × I, ພວກເຮົາສາມາດແກ້ໄຂຫາກະແສໄຟຟ້າໄດ້: I = P / V. ການແທນຄ່າສູດນີ້ເຂົ້າໄປໃນສູດການສູນເສຍເຮັດໃຫ້ພວກເຮົາໄດ້ P_loss = (P / V)² × R, ເຊິ່ງງ່າຍຂຶ້ນເປັນ P_loss = P² × R / V². ຮູບແບບສຸດທ້າຍນີ້ເປີດເຜີຍຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ສຳຄັນ: ສຳລັບການສົ່ງພະລັງງານຄົງທີ່, ການສູນເສຍແມ່ນກົງກັນຂ້າມກັບກຳລັງສອງຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າ. ການເພີ່ມແຮງດັນໄຟຟ້າເປັນສອງເທົ່າຈະຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍລົງເຫຼືອໜຶ່ງສ່ວນສີ່; ການຫຼຸດແຮງດັນໄຟຟ້າລົງເຄິ່ງໜຶ່ງຈະເພີ່ມພວກມັນຂຶ້ນສີ່ເທົ່າ.
ການວິເຄາະທາງຄະນິດສາດລະອຽດ: ພິສູດການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການສູນເສຍສີ່ເທົ່າ
ໃຫ້ເຮົາເຮັດວຽກຜ່ານຕົວຢ່າງທີ່ສົມບູນແບບທີ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນຢ່າງແນ່ນອນວ່າການຫຼຸດແຮງດັນໄຟຟ້າສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການສູນເສຍໃນສາຍສົ່ງແນວໃດໃນລະບົບແຈກຢາຍໄຟຟ້າຕົວຈິງ.
ການຕັ້ງຄ່າສະຖານະການ: ການໂຫຼດຄືກັນ, ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ແຕກຕ່າງກັນ
ຈິນຕະນາການສາຍສົ່ງທີ່ມີຄຸນລັກສະນະດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້: ຄວາມຕ້ານທານຂອງສາຍສົ່ງ 0.5Ω (ເປັນຕົວແທນຂອງເສັ້ນທາງໄປ ແລະກັບ), ການໂຫຼດທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ຕ້ອງການພະລັງງານ 10kW, ແລະປັດໄຈພະລັງງານປະມານເອກະພາບ (cosφ ≈ 1). ພວກເຮົາຈະປຽບທຽບປະສິດທິພາບຂອງລະບົບຢູ່ທີ່ແຮງດັນໄຟຟ້າແຈກຢາຍທີ່ແຕກຕ່າງກັນສອງຢ່າງ: 400V ແລະ 200V.
ທີ່ແຮງດັນໄຟຟ້າແຈກຢາຍ 400V:
ກະແສໄຟຟ້າທີ່ຕ້ອງການເພື່ອສົ່ງ 10kW ທີ່ 400V ແມ່ນຄິດໄລ່ໂດຍໃຊ້ I = P / V = 10,000W / 400V = 25A. ດ້ວຍ 25A ໄຫຼຜ່ານສາຍສົ່ງ 0.5Ω, ການສູນເສຍພະລັງງານກາຍເປັນ P_loss = I²R = (25A)² × 0.5Ω = 625 × 0.5 = 312.5W. ນີ້ເປັນຕົວແທນປະມານ 3.125% ຂອງພະລັງງານທັງໝົດທີ່ຖືກສົ່ງ—ປະສິດທິພາບທີ່ສົມເຫດສົມຜົນສຳລັບລະບົບແຈກຢາຍໃນຂະໜາດນີ້.
ທີ່ແຮງດັນໄຟຟ້າແຈກຢາຍ 200V:
ເມື່ອພວກເຮົາຫຼຸດແຮງດັນໄຟຟ້າລົງເຄິ່ງໜຶ່ງເປັນ 200V ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາການໂຫຼດ 10kW ຄືເກົ່າ, ກະແສໄຟຟ້າຕ້ອງເພີ່ມຂຶ້ນເປັນສອງເທົ່າ: I = P / V = 10,000W / 200V = 50A. ຕອນນີ້ການຄິດໄລ່ການສູນເສຍພະລັງງານເປີດເຜີຍຜົນກະທົບທີ່ໜ້າຕົກໃຈ: P_loss = I²R = (50A)² × 0.5Ω = 2,500 × 0.5 = 1,250W. ນີ້ເປັນຕົວແທນ 12.5% ຂອງພະລັງງານທີ່ຖືກສົ່ງ—ການສູນເສຍປະສິດທິພາບທີ່ຍອມຮັບບໍ່ໄດ້ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ລະບົບບໍ່ສາມາດໃຊ້ໄດ້ທາງດ້ານເສດຖະກິດ ແລະຄວາມຮ້ອນ.
ຕົວຄູນສີ່ເທົ່າ: ເຂົ້າໃຈອັດຕາສ່ວນ
ອັດຕາສ່ວນຂອງການສູນເສຍທີ່ 200V ເມື່ອທຽບກັບ 400V ແມ່ນແນ່ນອນ 1,250W / 312.5W = 4. ການເພີ່ມຂຶ້ນສີ່ເທົ່ານີ້ເກີດຂຶ້ນເນື່ອງຈາກກະແສໄຟຟ້າເພີ່ມຂຶ້ນເປັນສອງເທົ່າ (ຈາກ 25A ຫາ 50A), ແລະເນື່ອງຈາກການສູນເສຍແມ່ນຂຶ້ນກັບກະແສໄຟຟ້າກຳລັງສອງ, ຕົວຄູນການສູນເສຍກາຍເປັນ 2² = 4. ຄວາມສຳພັນນີ້ເປັນຄວາມຈິງໂດຍບໍ່ຄຳນຶງເຖິງຄ່າສະເພາະ—ການຫຼຸດແຮງດັນໄຟຟ້າລົງເຄິ່ງໜຶ່ງຈະເພີ່ມການສູນເສຍຂຶ້ນສີ່ເທົ່າສະເໝີສຳລັບການສົ່ງພະລັງງານຄົງທີ່.
| ພາລາມິເຕີ | ລະບົບ 400V | ລະບົບ 200V | ອັດຕາສ່ວນ |
|---|---|---|---|
| ໂຫຼດພະລັງງານ | 10,000 W | 10,000 W | 1:1 |
| ປະຈຸບັນ | 25 A | 50 A | 1:2 |
| ຄວາມຕ້ານທານຂອງສາຍສົ່ງ | 0.5 Ω | 0.5 Ω | 1:1 |
| ການສູນເສຍພະລັງງານ | 312.5 W | 1,250 W | 1:4 |
| ປະສິດທິພາບ | 96.9% | 87.5% | — |
| ການກະຈາຍຄວາມຮ້ອນ | ຕໍ່າ | ສູງຫຼາຍ | 1:4 |
ຜົນກະທົບທາງດ້ານວິສະວະກຳ: ເປັນຫຍັງການສົ່ງໄຟຟ້າແຮງດັນສູງຈຶ່ງເດັ່ນ
ຄວາມສຳພັນກຳລັງສອງລະຫວ່າງກະແສໄຟຟ້າ ແລະການສູນເສຍອະທິບາຍຫຼັກການອອກແບບທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດອັນໜຶ່ງໃນວິສະວະກຳໄຟຟ້າ: ສົ່ງພະລັງງານດ້ວຍແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ສູງທີ່ສຸດເທົ່າທີ່ເປັນໄປໄດ້, ຈາກນັ້ນຫຼຸດລົງໃກ້ກັບຈຸດນຳໃຊ້. ຫຼັກການນີ້ກຳນົດທຸກສິ່ງທຸກຢ່າງຕັ້ງແຕ່ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າຂ້າມທະວີບໄປຈົນເຖິງສາຍໄຟໃນອາຄານຂອງທ່ານ.
ເຫດຜົນຂອງການປ່ຽນແຮງດັນໄຟຟ້າ
ລະບົບໄຟຟ້າທີ່ທັນສະໄໝໃຊ້ລະບົບແຮງດັນໄຟຟ້າຫຼາຍຂັ້ນຕອນ. ໂຮງງານໄຟຟ້າຜະລິດໄຟຟ້າດ້ວຍແຮງດັນໄຟຟ້າປານກາງ (ໂດຍປົກກະຕິ 11-25kV), ເຊິ່ງເພີ່ມຂຶ້ນທັນທີເປັນແຮງດັນໄຟຟ້າສູງ (110-765kV) ສຳລັບການສົ່ງໄຟຟ້າທາງໄກ. ເມື່ອພະລັງງານເຂົ້າໃກ້ສູນກາງການໂຫຼດ, ສະຖານີໄຟຟ້າຍ່ອຍຈະຄ່ອຍໆຫຼຸດແຮງດັນໄຟຟ້າລົງຜ່ານການແຈກຢາຍແຮງດັນໄຟຟ້າປານກາງ (4-35kV) ແລະສຸດທ້າຍເປັນແຮງດັນໄຟຟ້າຕ່ຳ (120-480V) ສຳລັບອຸປະກອນນຳໃຊ້ສຸດທ້າຍ. ແຕ່ລະຈຸດປ່ຽນແປງເປັນຕົວແທນຂອງການເພີ່ມປະສິດທິພາບລະຫວ່າງປະສິດທິພາບການສົ່ງໄຟຟ້າ ແລະການພິຈາລະນາດ້ານຄວາມປອດໄພ.
ວິທີການຈັດລຳດັບຊັ້ນນີ້ຊ່ວຍໃຫ້ສາທາລະນູປະໂພກຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍ I²R ໃນລະຫວ່າງໄລຍະການສົ່ງໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ພະລັງງານຫຼາຍ ໃນຂະນະທີ່ສົ່ງແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ປອດໄພ ແລະສາມາດໃຊ້ໄດ້ໃຫ້ແກ່ຜູ້ບໍລິໂພກ. ສາຍສົ່ງ 500kV ທີ່ບັນທຸກພະລັງງານດຽວກັນກັບສາຍ 115kV ຕ້ອງການພຽງແຕ່ 23% ຂອງກະແສໄຟຟ້າ, ເຊິ່ງກໍ່ໃຫ້ເກີດການສູນເສຍທີ່ຕ່ຳກວ່າປະມານ 5%. ການປະຢັດໃນວັດສະດຸສາຍສົ່ງ, ການກໍ່ສ້າງເສົາໄຟຟ້າ, ແລະການສູນເສຍພະລັງງານເກີນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງອຸປະກອນປ່ຽນແປງຢູ່ທັງສອງສົ້ນຂອງສາຍສົ່ງ.
ຂະໜາດສາຍສົ່ງ: ການແລກປ່ຽນທາງດ້ານເສດຖະກິດ
ເມື່ອການຫຼຸດແຮງດັນໄຟຟ້າເປັນສິ່ງທີ່ຫຼີກລ່ຽງບໍ່ໄດ້, ການຮັກສາປະສິດທິພາບທີ່ຍອມຮັບໄດ້ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີສາຍສົ່ງທີ່ໃຫຍ່ກວ່າຕາມອັດຕາສ່ວນ. ເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ານທານ R = ρL/A (ບ່ອນທີ່ ρ ແມ່ນຄວາມຕ້ານທານ, L ແມ່ນຄວາມຍາວ, ແລະ A ແມ່ນພື້ນທີ່ໜ້າຕັດ), ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານເພື່ອຊົດເຊີຍກະແສໄຟຟ້າທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນເປັນສອງເທົ່າຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການເພີ່ມພື້ນທີ່ສາຍສົ່ງເປັນສອງເທົ່າ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເພື່ອຊົດເຊີຍຢ່າງເຕັມສ່ວນການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງການສູນເສຍສີ່ເທົ່າຈາກແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ຫຼຸດລົງເຄິ່ງໜຶ່ງ, ທ່ານຈຳເປັນຕ້ອງຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານລົງເຫຼືອໜຶ່ງສ່ວນສີ່ຂອງມູນຄ່າເດີມ—ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີສາຍສົ່ງທີ່ມີ ສີ່ເທົ່າຂອງພື້ນທີ່ໜ້າຕັດ.
ສິ່ງນີ້ສ້າງຄວາມເປັນຈິງທາງດ້ານເສດຖະກິດທີ່ຮຸນແຮງ. ລາຄາທອງແດງ ແລະອາລູມິນຽມເຮັດໃຫ້ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງສາຍສົ່ງເປັນອັດຕາສ່ວນກັບພື້ນທີ່ໜ້າຕັດ. ການເພີ່ມແຮງດັນໄຟຟ້າເປັນສອງເທົ່າຊ່ວຍໃຫ້ທ່ານສາມາດໃຊ้วັດສະດຸສາຍສົ່ງໜຶ່ງສ່ວນສີ່ສຳລັບການສົ່ງພະລັງງານ ແລະລະດັບການສູນເສຍດຽວກັນ. ສຳລັບສາຍສົ່ງຍາວ, ການປະຢັດວັດສະດຸນີ້ມັກຈະເກີນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງອຸປະກອນປ່ຽນແປງແຮງດັນໄຟຟ້າ, ເຮັດໃຫ້ການສົ່ງໄຟຟ້າແຮງດັນສູງດີກວ່າທາງດ້ານເສດຖະກິດເຖິງແມ່ນວ່າກ່ອນທີ່ຈະພິຈາລະນາການປະຢັດພະລັງງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ. ເຂົ້າໃຈຂະໜາດສາຍໄຟ ຊ່ວຍເພີ່ມປະສິດທິພາບການເລືອກສາຍສົ່ງສຳລັບລະດັບແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ການພິຈາລະນາການຈັດການຄວາມຮ້ອນ
ນອກເໜືອໄປຈາກເສດຖະກິດ, ຂໍ້ຈຳກັດດ້ານຄວາມຮ້ອນມັກຈະເຮັດໃຫ້ການແຈກຢາຍແຮງດັນໄຟຟ້າຕ່ຳ, ກະແສໄຟຟ້າສູງບໍ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ທາງດ້ານຮ່າງກາຍ. ສາຍສົ່ງລະບາຍຄວາມຮ້ອນຜ່ານພື້ນທີ່ຜິວໜ້າຂອງພວກມັນ, ແຕ່ສ້າງຄວາມຮ້ອນຕະຫຼອດປະລິມານຂອງພວກມັນ. ເມື່ອກະແສໄຟຟ້າເພີ່ມຂຶ້ນ, ອັດຕາການສ້າງຄວາມຮ້ອນ (ສອດຄ່ອງກັບ I²) ເຕີບໃຫຍ່ໄວກວ່າຄວາມສາມາດໃນການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ (ສອດຄ່ອງກັບພື້ນທີ່ຜິວໜ້າ). ສິ່ງນີ້ສ້າງຂໍ້ຈຳກັດດ້ານຄວາມຮ້ອນທີ່ບໍ່ມີຈຳນວນການເພີ່ມຂະໜາດສາຍສົ່ງສາມາດແກ້ໄຂໄດ້ຢ່າງເຕັມສ່ວນ. ການສົ່ງໄຟຟ້າແຮງດັນສູງທີ່ມີກະແສໄຟຟ້າຕ່ຳກວ່າແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍດ້ານຄວາມຮ້ອນນີ້ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາການສ້າງຄວາມຮ້ອນຢູ່ທີ່ແຫຼ່ງກຳເນີດ.
ມາດຕະຖານແຮງດັນໄຟຟ້າທົ່ວໂລກ: ທັດສະນະປຽບທຽບ
ລະບົບໄຟຟ້າທົ່ວໂລກໄດ້ມາເຕົ້າໂຮມກັນໃນລະບົບແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ຄ້າຍຄືກັນ, ເຖິງແມ່ນວ່າຄ່າສະເພາະແຕກຕ່າງກັນໄປຕາມພາກພື້ນ ແລະການພັດທະນາທາງປະຫວັດສາດ. ການເຂົ້າໃຈມາດຕະຖານເຫຼົ່ານີ້ຊ່ວຍໃຫ້ວິສະວະກອນອອກແບບອຸປະກອນສຳລັບຕະຫຼາດສາກົນ ແລະອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງລະດັບແຮງດັນໄຟຟ້າບາງຢ່າງຈຶ່ງກາຍເປັນສາກົນ.
ມາດຕະຖານແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ຢູ່ອາໄສ ແລະການຄ້າ
ພາກພື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນໄດ້ຮັບຮອງເອົາມາດຕະຖານແຮງດັນໄຟຟ້າຕ່ຳທີ່ແຕກຕ່າງກັນສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ຢູ່ອາໄສ ແລະການຄ້າຂະໜາດນ້ອຍ. ເອີຣົບ ແລະສ່ວນໃຫຍ່ຂອງອາຊີໃຊ້ລະບົບສາມເຟດ 230V/400V, ໃຫ້ 230V ເຟດຫາເປັນກາງສຳລັບໄຟສ່ອງສະຫວ່າງ ແລະເຄື່ອງໃຊ້ຂະໜາດນ້ອຍ, ແລະ 400V ເຟດຫາເຟດສຳລັບການໂຫຼດທີ່ໃຫຍ່ກວ່າເຊັ່ນ: ເຄື່ອງປັບອາກາດ ແລະອຸປະກອນອຸດສາຫະກຳ. ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ສູງກວ່ານີ້ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ອງການກະແສໄຟຟ້າ ແລະຊ່ວຍໃຫ້ຂະໜາດສາຍສົ່ງນ້ອຍກວ່າເມື່ອທຽບກັບການປະຕິບັດໃນອາເມລິກາເໜືອ.
ອາເມລິກາເໜືອໃຊ້ລະບົບເຟດແບ່ງ 120V/240V, ບ່ອນທີ່ 120V ໃຫ້ບໍລິການເຕົ້າສຽບ ແລະໄຟສ່ອງສະຫວ່າງສ່ວນໃຫຍ່ ໃນຂະນະທີ່ 240V ໃຫ້ພະລັງງານແກ່ເຄື່ອງໃຊ້ທີ່ສຳຄັນເຊັ່ນ: ເຄື່ອງອົບແຫ້ງໄຟຟ້າ, ເຕົາໄຟຟ້າ, ແລະອຸປະກອນ HVAC. 120V ທີ່ຕ່ຳກວ່າໄດ້ຖືກເລືອກໃນອະດີດຍ້ອນເຫດຜົນດ້ານຄວາມປອດໄພເມື່ອລະບົບໄຟຟ້າເປັນຂອງໃໝ່ ແລະບໍ່ເຂົ້າໃຈດີ. ໃນຂະນະທີ່ສິ່ງນີ້ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີສາຍໄຟທີ່ໜັກກວ່າສຳລັບການສົ່ງພະລັງງານທີ່ທຽບເທົ່າ, ພື້ນຖານໂຄງລ່າງໃນປັດຈຸບັນໄດ້ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນຢ່າງເລິກເຊິ່ງ, ເຮັດໃຫ້ການປ່ຽນແປງບໍ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້ເຖິງວ່າຈະມີຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານປະສິດທິພາບຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ສູງກວ່າ.
ປະເທດຍີ່ປຸ່ນມີກໍລະນີທີ່ເປັນເອກະລັກດ້ວຍແຮງດັນໄຟຟ້າໃນເຮືອນ 100V—ຕ່ຳສຸດໃນບັນດາປະເທດທີ່ພັດທະນາແລ້ວ. ພາກຕາເວັນອອກຂອງຍີ່ປຸ່ນເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ 50Hz ໃນຂະນະທີ່ພາກຕາເວັນຕົກຂອງຍີ່ປຸ່ນໃຊ້ 60Hz, ເປັນມໍລະດົກຂອງການໃຊ້ໄຟຟ້າໃນຍຸກຕົ້ນໆ ເມື່ອພາກພື້ນຕ່າງໆນຳເຂົ້າອຸປະກອນຈາກປະເທດຕ່າງໆ. ແຮງດັນໄຟຟ້າຕ່ຳນີ້ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີກະແສໄຟຟ້າທີ່ສູງຂຶ້ນຕາມອັດຕາສ່ວນ ແລະ ສາຍໄຟທີ່ໜັກກວ່າ, ແຕ່ຄືກັບອາເມລິກາເໜືອ, ໂຄງສ້າງພື້ນຖານທີ່ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນເຮັດໃຫ້ການປ່ຽນແປງເປັນສິ່ງທີ່ຫ້າມທາງດ້ານເສດຖະກິດ.
| ພາກພື້ນ | ແຮງດັນໄຟຟ້າໃນເຮືອນ | ຄວາມຖີ່ | ສາມເຟດອຸດສາຫະກຳ | ແຮງດັນໄຟຟ້າສົ່ງ |
|---|---|---|---|---|
| ປະເທດເອີຣົບ / IEC | 230V / 400V | 50 Hz | 400V | 110-400 kV |
| ອາເມລິກາເຫນືອ | 120V / 240V | 60 Hz | 208V / 480V | 115-765 kV |
| ຍີ່ປຸ່ນ | 100V | 50/60 Hz | 200V | 66-500 kV |
| ຈີນ | 220V / 380V | 50 Hz | 380V | 110-1,000 kV |
| ປະເທດອິນເດຍ | 230V / 400V | 50 Hz | 415V | 66-765 kV |
| ປະເທດບຣາຊິນ | 127V / 220V | 60 Hz | 220V / 380V | 138-750 kV |
| ອອສເຕຣເລຍ | 230V / 400V | 50 Hz | 400V | 132-500 kV |
ແຮງດັນໄຟຟ້າອຸດສາຫະກຳ ແລະ ສົ່ງ
ໂຮງງານອຸດສາຫະກຳທົ່ວໂລກໂດຍທົ່ວໄປໃຊ້ການແຈກຢາຍແຮງດັນໄຟຟ້າປານກາງໃນລະດັບ 4-35kV, ໂດຍມີ 11kV ແລະ 33kV ເປັນເລື່ອງທົ່ວໄປໂດຍສະເພາະໃນລະດັບສາກົນ. ໂຮງງານອຸດສາຫະກຳໃນອາເມລິກາເໜືອມັກຈະໃຊ້ສາມເຟດ 480V ສຳລັບເຄື່ອງຈັກໜັກ, ເຊິ່ງສະແດງເຖິງການປະນີປະນອມລະຫວ່າງຄວາມປອດໄພ ແລະ ປະສິດທິພາບ. ສະຖານທີ່ອຸດສາຫະກຳຂະໜາດໃຫຍ່ອາດມີສາຍປ້ອນແຮງດັນໄຟຟ້າປານກາງທີ່ອຸທິດຕົນຢູ່ທີ່ 4.16kV, 13.8kV, ຫຼື 34.5kV ເພື່ອຮັບໃຊ້ການໂຫຼດທີ່ສຳຄັນເຊັ່ນ: ມໍເຕີຂະໜາດໃຫຍ່, ເຕົາເຜົາ, ຫຼື ການຜະລິດຢູ່ສະຖານທີ່.
ການສົ່ງໄຟຟ້າແຮງດັນສູງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການລວມຕົວຫຼາຍຂຶ້ນ, ໂດຍປະເທດສ່ວນໃຫຍ່ໃຊ້ແຮງດັນໄຟຟ້າລະຫວ່າງ 110kV ແລະ 500kV ສຳລັບການສົ່ງໄຟຟ້າຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ. ປະເທດຈີນໄດ້ບຸກເບີກເຕັກໂນໂລຢີແຮງດັນໄຟຟ້າສູງສຸດ (UHV) ດ້ວຍສາຍ AC 1,000kV ທີ່ໃຊ້ງານໄດ້ ແລະ ສາຍ DC ±1,100kV, ເຮັດໃຫ້ສາມາດສົ່ງໄຟຟ້າໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບໃນໄລຍະທາງເກີນ 2,000 ກິໂລແມັດ. ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ຮຸນແຮງເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ມີຄວາມຮູ້ສຶກທາງດ້ານເສດຖະກິດສຳລັບພູມສາດຂອງປະເທດຈີນ, ບ່ອນທີ່ຊັບພະຍາກອນການຜະລິດທີ່ສຳຄັນ (ໄຟຟ້ານ້ຳຕົກ, ຖ່ານຫີນ) ມັກຈະຕັ້ງຢູ່ໄກຈາກສູນກາງການໂຫຼດແຄມຝັ່ງທະເລ.
ການນຳໃຊ້ຕົວຈິງ: ແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກໃນລະບົບໂລກຕົວຈິງ
ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຄວາມສຳພັນຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າ ແລະ ກະແສໄຟຟ້າບໍ່ແມ່ນພຽງແຕ່ທາງວິຊາການເທົ່ານັ້ນ—ມັນສົ່ງຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ການຕັດສິນໃຈອອກແບບລະບົບທີ່ຜູ້ຊ່ຽວຊານດ້ານໄຟຟ້າປະເຊີນໜ້າໃນແຕ່ລະວັນ. ໃຫ້ເຮົາກວດສອບເບິ່ງວ່າຫຼັກການເຫຼົ່ານີ້ໃຊ້ກັບສະຖານະການທົ່ວໄປແນວໃດ.
ການອອກແບບວົງຈອນສາຂາທີ່ຢູ່ອາໄສ
ພິຈາລະນາວົງຈອນເຮືອນຄົວທີ່ຢູ່ອາໄສທີ່ສະໜອງການໂຫຼດ 3,600W (ກາຕົ້ມນ້ຳໄຟຟ້າ ຫຼື ເຕົາໄມໂຄເວຟທົ່ວໄປ). ໃນລະບົບ 120V ຂອງອາເມລິກາເໜືອ, ສິ່ງນີ້ດຶງ 30A, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີສາຍທອງແດງ 10 AWG ສຳລັບການແລ່ນ 50 ຟຸດເພື່ອຮັກສາແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກຕໍ່າກວ່າ 3%. ການໂຫຼດດຽວກັນໃນວົງຈອນ 240V ດຶງພຽງແຕ່ 15A, ອະນຸຍາດໃຫ້ສາຍ 14 AWG ສຳລັບໄລຍະທາງດຽວກັນ ແລະ ຂອບເຂດຈຳກັດຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກ. ວົງຈອນ 240V ໃຊ້ທອງແດງປະມານເຄິ່ງໜຶ່ງ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຕິດຕັ້ງໜ້ອຍກວ່າ, ແລະ ສ້າງຄວາມຮ້ອນໜຶ່ງສ່ວນສີ່ໃນຕົວນຳ.
ສິ່ງນີ້ອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງເຄື່ອງໃຊ້ທີ່ສຳຄັນເຊັ່ນ: ເຕົາໄຟຟ້າ, ເຄື່ອງອົບແຫ້ງ, ແລະ ເຄື່ອງປັບອາກາດໃຊ້ 240V ຢ່າງເປັນເອກະພາບໃນອາເມລິກາເໜືອ ເຖິງວ່າ 120V ຈະເປັນແຮງດັນໄຟຟ້າປົກກະຕິ. ຜົນປະໂຫຍດດ້ານປະສິດທິພາບ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕົວນຳທີ່ຫຼຸດລົງເຮັດໃຫ້ຄວາມສັບສົນເພີ່ມເຕີມຂອງການສະໜອງທັງສອງແຮງດັນໄຟຟ້າມີຄວາມສົມເຫດສົມຜົນ. ໃນລະບົບ 230V ຂອງເອີຣົບ, ເຖິງແມ່ນວ່າການໂຫຼດປານກາງກໍໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກຄວາມຕ້ອງການກະແສໄຟຟ້າທີ່ຕ່ຳກວ່າ, ອະນຸຍາດໃຫ້ຕົວນຳຂະໜາດນ້ອຍກວ່າຕະຫຼອດການຕິດຕັ້ງທີ່ຢູ່ອາໄສ.
ການເລືອກແຮງດັນໄຟຟ້າຂອງລະບົບແສງຕາເວັນ
ການຕິດຕັ້ງແສງຕາເວັນສະແດງໃຫ້ເຫັນຫຼັກການເລືອກແຮງດັນໄຟຟ້າຢ່າງຈະແຈ້ງ. ລະບົບທີ່ຢູ່ອາໄສຂະໜາດນ້ອຍມັກຈະໃຊ້ທະນາຄານແບັດເຕີຣີ DC 48V, ໃນຂະນະທີ່ລະບົບການຄ້າຂະໜາດໃຫຍ່ກວ່າເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ 600-1,000V DC. ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ສູງກວ່າຫຼຸດຜ່ອນກະແສໄຟຟ້າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍສຳລັບຜົນຜະລິດພະລັງງານດຽວກັນ, ອະນຸຍາດໃຫ້ຂະໜາດສາຍໄຟນ້ອຍກວ່າໃນໄລຍະທາງທີ່ອາດຈະຍາວລະຫວ່າງແຜງແສງຕາເວັນ ແລະ ອິນເວີເຕີ. ແຜງແສງຕາເວັນ 10kW ຢູ່ທີ່ 48V ຜະລິດ 208A, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຕົວນຳທອງແດງ 4/0 AWG ທີ່ມີລາຄາແພງ. ແຜງດຽວກັນຢູ່ທີ່ 600V ຜະລິດພຽງແຕ່ 16.7A, ຕ້ອງການພຽງແຕ່ສາຍ 10 AWG—ເປັນຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ ແລະ ການຕິດຕັ້ງອັນໃຫຍ່ຫຼວງ.
ອິນເວີເຕີແສງຕາເວັນທີ່ທັນສະໄໝສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ເຖິງ 1,500V DC ໃນການຕິດຕັ້ງຂະໜາດໃຫຍ່, ຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕົວນຳ ແລະ ການສູນເສຍຕື່ມອີກ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ສູງກວ່າຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີອຸປະກອນຄວາມປອດໄພ ແລະ ລະບົບປ້ອງກັນທີ່ຊັບຊ້ອນກວ່າ, ສ້າງການແລກປ່ຽນລະຫວ່າງປະສິດທິພາບ ແລະ ຄວາມສັບສົນ. ການອອກແບບກ່ອງລວມແສງຕາເວັນ ຕ້ອງຄຳນຶງເຖິງຂໍ້ພິຈາລະນາແຮງດັນໄຟຟ້າເຫຼົ່ານີ້ເພື່ອຮັບປະກັນການເຮັດວຽກທີ່ປອດໄພ ແລະ ມີປະສິດທິພາບ.
ວົງຈອນປ້ອນມໍເຕີອຸດສາຫະກຳ
ມໍເຕີອຸດສາຫະກຳຂະໜາດໃຫຍ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຜົນກະທົບທາງດ້ານເສດຖະກິດຂອງການເລືອກແຮງດັນໄຟຟ້າ. ມໍເຕີ 100 HP (75 kW) ທີ່ເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ສາມເຟດ 480V ດຶງປະມານ 110A ຢູ່ທີ່ການໂຫຼດເຕັມ. ວົງຈອນປ້ອນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຕົວນຳທອງແດງ 2 AWG ສຳລັບການແລ່ນ 100 ຟຸດ. ມໍເຕີດຽວກັນທີ່ອອກແບບມາສຳລັບແຮງດັນໄຟຟ້າປານກາງ 4,160V ດຶງພຽງແຕ່ 12.7A, ອະນຸຍາດໃຫ້ຕົວນຳ 10 AWG—ເປັນການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕົວນຳ, ຂະໜາດທໍ່, ແລະ ແຮງງານຕິດຕັ້ງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.
ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ອຸປະກອນແຮງດັນໄຟຟ້າປານກາງມີລາຄາແພງກວ່າອຸປະກອນແຮງດັນໄຟຟ້າຕ່ຳທີ່ທຽບເທົ່າ, ແລະ ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີສະວິດເກຍ, ໝໍ້ແປງໄຟຟ້າ, ແລະ ບຸກຄະລາກອນທີ່ມີຄຸນວຸດທິພິເສດ. ຈຸດແຕກແຍກທາງດ້ານເສດຖະກິດໂດຍທົ່ວໄປເກີດຂຶ້ນປະມານ 200-500 HP, ຂຶ້ນກັບລາຍລະອຽດການຕິດຕັ້ງ. ຂ້າງເທິງຂອບເຂດນີ້, ແຮງດັນໄຟຟ້າປານກາງກາຍເປັນສິ່ງທີ່ດີກວ່າຢ່າງຈະແຈ້ງ; ຂ້າງລຸ່ມນີ້, ແຮງດັນໄຟຟ້າຕ່ຳຊະນະເຖິງວ່າຈະມີການສູນເສຍສູງກວ່າ. ສິ່ງນີ້ອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງໂຮງງານອຸດສາຫະກຳໂດຍທົ່ວໄປໃຊ້ 480V ສຳລັບມໍເຕີເຖິງ 200 HP, ຫຼັງຈາກນັ້ນປ່ຽນໄປໃຊ້ 4,160V ຫຼື ສູງກວ່າສຳລັບໄດຣຟຂະໜາດໃຫຍ່ກວ່າ.
ການຊົດເຊີຍການຫຼຸດຜ່ອນແຮງດັນໄຟຟ້າ: ວິທີແກ້ໄຂທາງວິສະວະກຳ
ເມື່ອສະຖານະການບັງຄັບໃຫ້ເຮັດວຽກຢູ່ທີ່ແຮງດັນໄຟຟ້າຕ່ຳກວ່າທີ່ເໝາະສົມ, ຍຸດທະສາດທາງວິສະວະກຳຫຼາຍຢ່າງສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການລົງໂທດດ້ານປະສິດທິພາບ ແລະ ສິ່ງທ້າທາຍດ້ານຄວາມຮ້ອນ.
ການເພີ່ມຂະໜາດຕົວນຳ: ວິທີການໂດຍກົງ
ວິທີແກ້ໄຂທີ່ກົງໄປກົງມາທີ່ສຸດຕໍ່ການສູນເສຍທີ່ຫຼາຍເກີນໄປແມ່ນການເພີ່ມພື້ນທີ່ໜ້າຕັດຂອງຕົວນຳເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານ. ດັ່ງທີ່ໄດ້ກ່າວມາກ່ອນໜ້ານີ້, ການຫຼຸດແຮງດັນໄຟຟ້າລົງເຄິ່ງໜຶ່ງໃນຂະນະທີ່ຮັກສາການສູນເສຍດຽວກັນຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການເພີ່ມພື້ນທີ່ຕົວນຳສີ່ເທົ່າ. ວິທີການນີ້ໃຊ້ໄດ້ແຕ່ມີຜົນກະທົບດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ສຳຄັນ. ລາຄາທອງແດງມີການເໜັງຕີງລະຫວ່າງ 3-5 ໂດລາຕໍ່ປອນ, ແລະ ການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງພື້ນທີ່ 4x ໝາຍເຖິງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍວັດສະດຸປະມານ 4x. ສຳລັບການແລ່ນແຈກຢາຍທີ່ຍາວນານ, ສິ່ງນີ້ສາມາດເພີ່ມຫຼາຍພັນຫາສິບພັນໂດລາເຂົ້າໃນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງໂຄງການ.
ການເພີ່ມຂະໜາດຕົວນຳຍັງເພີ່ມຄວາມຕ້ອງການທໍ່, ການໂຫຼດໂຄງສ້າງຮອງຮັບ, ແລະ ແຮງງານຕິດຕັ້ງ. ຕົວນຳທີ່ໃຫຍ່ກວ່າແມ່ນແຂງກວ່າ ແລະ ຍາກກວ່າທີ່ຈະດຶງຜ່ານທໍ່, ອາດຈະຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີກ່ອງດຶງເພີ່ມເຕີມ ຫຼື ຂະໜາດທໍ່ທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ. ຜົນກະທົບທີ່ຊ້ອນກັນເຫຼົ່ານີ້ມັກຈະເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນປ່ຽນແຮງດັນໄຟຟ້າມີຄວາມສົມເຫດສົມຜົນທາງດ້ານເສດຖະກິດຫຼາຍກວ່າການຖິ້ມທອງແດງໃສ່ບັນຫາ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ສຳລັບການແລ່ນສັ້ນໆບ່ອນທີ່ການປ່ຽນແປງບໍ່ສາມາດປະຕິບັດໄດ້, ການເພີ່ມຂະໜາດຕົວນຳຍັງຄົງເປັນຍຸດທະສາດທີ່ຖືກຕ້ອງ.
ການປ່ຽນແປງແຮງດັນໄຟຟ້າ: ວິທີແກ້ໄຂທີ່ເປັນລະບົບ
ການຕິດຕັ້ງໝໍ້ແປງໄຟຟ້າຂຶ້ນ ແລະ ລົງຊ່ວຍໃຫ້ການສົ່ງໄຟຟ້າແຮງດັນສູງໃນໄລຍະທາງໄກດ້ວຍອຸປະກອນແຮງດັນໄຟຟ້າຕ່ຳຢູ່ທັງສອງສົ້ນ. ສະຖານະການປົກກະຕິອາດຈະກ່ຽວຂ້ອງກັບໂຮງງານອຸດສາຫະກຳ 480V ທີ່ຕ້ອງການພະລັງງານອຸປະກອນໃນໄລຍະ 1,000 ຟຸດ. ແທນທີ່ຈະແລ່ນສາຍປ້ອນ 480V ຂະໜາດໃຫຍ່, ວິສະວະກອນຕິດຕັ້ງໝໍ້ແປງໄຟຟ້າຂຶ້ນເປັນ 4,160V, ແລ່ນສາຍແຮງດັນໄຟຟ້າປານກາງໃນໄລຍະທາງທີ່ຕ້ອງການ, ຫຼັງຈາກນັ້ນຕິດຕັ້ງໝໍ້ແປງໄຟຟ້າລົງກັບຄືນເປັນ 480V ຢູ່ທີ່ການໂຫຼດ. ສ່ວນແຮງດັນໄຟຟ້າປານກາງບັນຈຸໜຶ່ງສ່ວນແປດຂອງກະແສໄຟຟ້າ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຕົວນຳທີ່ນ້ອຍກວ່າຫຼາຍເຖິງວ່າຈະມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເພີ່ມເຕີມຂອງໝໍ້ແປງໄຟຟ້າສອງໜ່ວຍ.
ປະສິດທິພາບຂອງໝໍ້ແປງໄຟຟ້າໂດຍທົ່ວໄປເກີນ 98%, ໝາຍຄວາມວ່າການສູນເສຍການປ່ຽນແປງແມ່ນໜ້ອຍທີ່ສຸດເມື່ອທຽບກັບການປະຢັດການສູນເສຍຕົວນຳ. ໝໍ້ແປງໄຟຟ້າແຫ້ງທີ່ທັນສະໄໝຕ້ອງການການບຳລຸງຮັກສາໜ້ອຍ ແລະ ມີອາຍຸການໃຊ້ງານເກີນ 30 ປີ, ເຮັດໃຫ້ເສດຖະກິດວົງຈອນຊີວິດເປັນທີ່ພໍໃຈ. ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບປະເພດໝໍ້ແປງໄຟຟ້າ ຊ່ວຍໃຫ້ວິສະວະກອນເລືອກອຸປະກອນທີ່ເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.
ການຈັດການການໂຫຼດ ແລະ ການແກ້ໄຂປັດໄຈພະລັງງານ
ບາງຄັ້ງວິທີແກ້ໄຂບໍ່ແມ່ນການປ່ຽນແປງແຮງດັນໄຟຟ້າແຈກຢາຍແຕ່ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ອງການກະແສໄຟຟ້າຜ່ານປັດໄຈພະລັງງານທີ່ປັບປຸງດີຂຶ້ນ. ການໂຫຼດແບບ inductive ເຊັ່ນ: ມໍເຕີດຶງກະແສໄຟຟ້າ reactive ທີ່ເພີ່ມການສູນເສຍ I²R ໂດຍບໍ່ໄດ້ເຮັດວຽກທີ່ເປັນປະໂຫຍດ. ການຕິດຕັ້ງຕົວເກັບປະຈຸການແກ້ໄຂປັດໄຈພະລັງງານຫຼຸດຜ່ອນກະແສໄຟຟ້າທັງໝົດໃນຂະນະທີ່ຮັກສາການສົ່ງພະລັງງານທີ່ແທ້ຈິງດຽວກັນ. ໂຮງງານທີ່ມີປັດໄຈພະລັງງານ 0.7 ທີ່ດຶງ 100A ສາມາດຫຼຸດຜ່ອນກະແສໄຟຟ້າລົງເປັນ 70A ໂດຍການແກ້ໄຂເປັນປັດໄຈພະລັງງານເອກະພາບ—ຕັດການສູນເສຍລົງເຄິ່ງໜຶ່ງໂດຍບໍ່ມີການປ່ຽນແປງສາຍໄຟໃດໆ.
ໄດຣຟຄວາມຖີ່ປ່ຽນແປງໄດ້ (VFDs) ໃນມໍເຕີໃຫ້ເສັ້ນທາງອື່ນສຳລັບການຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍໂດຍການຈັບຄູ່ຄວາມໄວຂອງມໍເຕີກັບຄວາມຕ້ອງການການໂຫຼດຕົວຈິງແທນທີ່ຈະແລ່ນດ້ວຍຄວາມໄວເຕັມທີ່ດ້ວຍການຄວບຄຸມກົນຈັກ. ມໍເຕີທີ່ແລ່ນດ້ວຍຄວາມໄວ 80% ດຶງກະແສໄຟຟ້າປະມານ 50% ຂອງການໂຫຼດເຕັມ, ຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍລົງເປັນ 25% ຂອງການເຮັດວຽກດ້ວຍຄວາມໄວເຕັມທີ່. ຍຸດທະສາດການຄວບຄຸມເຫຼົ່ານີ້ເສີມການເລືອກແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ເໝາະສົມເພື່ອສ້າງລະບົບທີ່ມີປະສິດທິພາບທີ່ສຸດ.
ການຄຳນວນແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກ: ຮັບປະກັນປະສິດທິພາບທີ່ພຽງພໍ
ນອກເໜືອໄປຈາກການສູນເສຍພະລັງງານ, ແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບ ແລະ ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນ. ອຸປະກອນໄຟຟ້າສ່ວນໃຫຍ່ທົນທານຕໍ່ການປ່ຽນແປງແຮງດັນໄຟຟ້າພຽງແຕ່ ±10% ຈາກການຈັດອັນດັບປ້າຍຊື່. ແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກທີ່ຫຼາຍເກີນໄປເຮັດໃຫ້ມໍເຕີຮ້ອນເກີນໄປ, ໄຟດັບ, ແລະ ອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກເຮັດວຽກຜິດປົກກະຕິ ຫຼື ເສຍຫາຍກ່ອນໄວອັນຄວນ.
ສູດແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກ
ແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກໃນຕົວນຳແມ່ນຄຳນວນເປັນ V_drop = I × R, ບ່ອນທີ່ I ແມ່ນກະແສໄຟຟ້າເປັນແອມແປ ແລະ R ແມ່ນຄວາມຕ້ານທານຕົວນຳທັງໝົດເປັນໂອມ (ລວມທັງເສັ້ນທາງການສະໜອງ ແລະ ກັບຄືນ). ຄວາມຕ້ານທານຂຶ້ນກັບວັດສະດຸຕົວນຳ, ພື້ນທີ່ໜ້າຕັດ, ແລະ ຄວາມຍາວຕາມ R = ρ × L / A, ບ່ອນທີ່ ρ ແມ່ນ resistivity (1.68×10⁻⁸ Ω·m ສຳລັບທອງແດງຢູ່ທີ່ 20°C), L ແມ່ນຄວາມຍາວເປັນແມັດ, ແລະ A ແມ່ນພື້ນທີ່ໜ້າຕັດເປັນຕາແມັດ.
ສຳລັບການຄຳນວນຕົວຈິງ, ວິສະວະກອນໃຊ້ສູດ ຫຼື ຕາຕະລາງທີ່ງ່າຍດາຍທີ່ລວມເອົາຄວາມສຳພັນເຫຼົ່ານີ້. NEC ໃຫ້ຕາຕະລາງແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກ, ແລະ ເຄື່ອງຄິດເລກອອນໄລນ໌ຕ່າງໆເຮັດໃຫ້ຂະບວນການງ່າຍຂຶ້ນ. ຫຼັກການທີ່ສຳຄັນຍັງຄົງຢູ່: ການແລ່ນທີ່ຍາວກວ່າ, ກະແສໄຟຟ້າທີ່ສູງກວ່າ, ແລະ ຕົວນຳທີ່ນ້ອຍກວ່າລ້ວນແຕ່ເພີ່ມແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກ. ການເພີ່ມກະແສໄຟຟ້າເປັນສອງເທົ່າເພີ່ມແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກເປັນສອງເທົ່າສຳລັບຕົວນຳທີ່ກຳນົດ; ການເພີ່ມພື້ນທີ່ຕົວນຳເປັນສອງເທົ່າຫຼຸດລົງເຄິ່ງໜຶ່ງ.
ມາດຕະຖານ ແລະ ຂອບເຂດຈຳກັດຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກ
NEC ແນະນຳໃຫ້ຈຳກັດແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກເປັນ 3% ສຳລັບວົງຈອນສາຂາ ແລະ 5% ທັງໝົດສຳລັບວົງຈອນປ້ອນ ແລະ ສາຂາລວມກັນ. ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຄຳແນະນຳ, ບໍ່ແມ່ນຂໍ້ກຳນົດ, ແຕ່ພວກມັນສະແດງເຖິງການປະຕິບັດທາງວິສະວະກຳທີ່ດີ. ອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ລະອຽດອ່ອນອາດຈະຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີຂອບເຂດຈຳກັດທີ່ເຄັ່ງຄັດກວ່າ—1-2% ເປັນເລື່ອງທົ່ວໄປສຳລັບສູນຂໍ້ມູນ ແລະ ສະຖານທີ່ທາງການແພດ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ບາງການນຳໃຊ້ອຸດສາຫະກຳທົນທານຕໍ່ການຕົກທີ່ສູງກວ່າຖ້າອຸປະກອນຖືກອອກແບບມາສະເພາະສຳລັບມັນ.
| ຄໍາຮ້ອງເພດ | ແຮງດັນໄຟຟ້າຕົກສູງສຸດທີ່ແນະນຳ | ແຮງດັນໄຟຟ້າປົກກະຕິ | ການຕົກທີ່ຍອມຮັບໄດ້ສູງສຸດ (ໂວນ) |
|---|---|---|---|
| ວົງຈອນໄຟສ່ອງແສງ | 3% | 120V / 230V | 3.6V / 6.9V |
| ວົງຈອນພະລັງງານ | 5% | 120V / 230V | 6.0V / 11.5V |
| ວົງຈອນມໍເຕີ | 5% | 480V | 24V |
| ເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ລະອຽດອ່ອນ | 1-2% | ໑໒໐V | 1. 2-2.4V |
| ອຸປະກອນການເຊື່ອມ | 10% (ເລີ່ມຕົ້ນ) | 480V | 48V |
| ສູນຂໍ້ມູນ | 1-2% | 208V / 480V | 2. 1-4.2V / 4.8-9.6V |
ການຄິດໄລ່ຂະໜາດສາຍໄຟທີ່ຕ້ອງການ
ເພື່ອກໍານົດຂະໜາດສາຍໄຟຕໍ່າສຸດສໍາລັບແຮງດັນຕົກທີ່ຍອມຮັບໄດ້, ໃຫ້ຈັດຮູບແບບສູດຄືນໃໝ່ເພື່ອແກ້ໄຂຫາພື້ນທີ່: A = (ρ × L × I) / V_drop. ສິ່ງນີ້ໃຫ້ພື້ນທີ່ໜ້າຕັດຂວາງຕໍ່າສຸດທີ່ຈໍາເປັນເພື່ອຮັກສາແຮງດັນຕົກຕໍ່າກວ່າຂີດຈໍາກັດທີ່ກໍານົດ. ໃຫ້ປັດຂຶ້ນສະເໝີເປັນຂະໜາດສາຍໄຟມາດຕະຖານຕໍ່ໄປ—ຢ່າປັດລົງ, ເພາະສິ່ງນີ້ລະເມີດເງື່ອນໄຂການອອກແບບ.
ຕົວຢ່າງ, ການແລ່ນ 100 ແມັດທີ່ບັນຈຸ 50A ໂດຍມີແຮງດັນຕົກສູງສຸດທີ່ອະນຸຍາດ 10V ຕ້ອງການ A = (1.68×10⁻⁸ × 100 × 50) / 10 = 8.4×10⁻⁶ m² = 8.4 mm². ຂະໜາດມາດຕະຖານຕໍ່ໄປແມ່ນ 10 mm², ເຊິ່ງກາຍເປັນສາຍໄຟຕໍ່າສຸດທີ່ຍອມຮັບໄດ້. ການຄິດໄລ່ນີ້ສົມມຸດວ່າສາຍໄຟທອງແດງ; ອະລູມິນຽມຕ້ອງການປະມານ 1.6 ເທົ່າຂອງພື້ນທີ່ເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ານທານສູງກວ່າ.
Key Takeaways
ການເຂົ້າໃຈຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງແຮງດັນ, ກະແສໄຟຟ້າ, ແລະການສູນເສຍພະລັງງານແມ່ນພື້ນຖານສໍາລັບການອອກແບບລະບົບໄຟຟ້າ. ຫຼັກການເຫຼົ່ານີ້ຊີ້ນໍາການຕັດສິນໃຈຈາກສາຍໄຟທີ່ຢູ່ອາໄສໄປສູ່ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າທະວີບ, ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມປອດໄພ, ປະສິດທິພາບ, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ. ນີ້ແມ່ນຈຸດສໍາຄັນທີ່ຄວນຈື່:
- ການຫຼຸດແຮງດັນລົງເຄິ່ງໜຶ່ງເຮັດໃຫ້ການສູນເສຍສາຍເພີ່ມຂຶ້ນສີ່ເທົ່າ ເມື່ອຮັກສາຜົນຜະລິດພະລັງງານຄົງທີ່. ສິ່ງນີ້ເກີດຂຶ້ນເພາະວ່າກະແສໄຟຟ້າເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າເມື່ອແຮງດັນຫຼຸດລົງເຄິ່ງໜຶ່ງ, ແລະການສູນເສຍປະຕິບັດຕາມສູດ I²R ບ່ອນທີ່ພວກມັນເປັນອັດຕາສ່ວນກັບກະແສໄຟຟ້າຍົກກໍາລັງສອງ. ຄວາມສໍາພັນພື້ນຖານນີ້ເຮັດໃຫ້ການສົ່ງໄຟຟ້າແຮງສູງເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການສົ່ງພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນໄລຍະທາງທີ່ສໍາຄັນໃດໆ.
- ການສົ່ງໄຟຟ້າແຮງສູງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍ ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ອງການກະແສໄຟຟ້າສໍາລັບການສົ່ງພະລັງງານທີ່ທຽບເທົ່າ. ລະບົບໄຟຟ້າທີ່ທັນສະໄໝໃຊ້ການປ່ຽນແຮງດັນຫຼາຍຂັ້ນຕອນ, ສົ່ງດ້ວຍແຮງດັນສູງ ແລະຫຼຸດລົງໃກ້ກັບຈຸດນໍາໃຊ້. ວິທີການນີ້ປັບປຸງປະສິດທິພາບໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຄວາມປອດໄພໃນລະດັບຜູ້ບໍລິໂພກ.
- ຂະໜາດສາຍໄຟຕ້ອງຄໍານຶງເຖິງທັງຄວາມສາມາດໃນການບັນຈຸແອມແປຣ໌ ແລະແຮງດັນຕົກ. ໃນຂະນະທີ່ຄວາມສາມາດໃນການບັນຈຸແອມແປຣ໌ຮັບປະກັນວ່າສາຍໄຟບໍ່ຮ້ອນເກີນໄປ, ການຄິດໄລ່ແຮງດັນຕົກຮັບປະກັນວ່າອຸປະກອນໄດ້ຮັບແຮງດັນທີ່ພຽງພໍສໍາລັບການເຮັດວຽກທີ່ເໝາະສົມ. ທັງສອງເງື່ອນໄຂຕ້ອງໄດ້ຮັບການຕອບສະໜອງ, ແລະແຮງດັນຕົກມັກຈະຄວບຄຸມການເລືອກສາຍໄຟສໍາລັບການແລ່ນທີ່ຍາວກວ່າ.
- ພາກພື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃຊ້ແຮງດັນມາດຕະຖານທີ່ແຕກຕ່າງກັນ ໂດຍອີງໃສ່ການພັດທະນາປະຫວັດສາດ ແລະການລົງທຶນໃນພື້ນຖານໂຄງລ່າງ. ລະບົບ 120V/240V ຂອງອາເມລິກາເໜືອ, 230V/400V ຂອງເອີຣົບ, ແລະ 100V ຂອງຍີ່ປຸ່ນແຕ່ລະລະບົບສະແດງເຖິງການແລກປ່ຽນລະຫວ່າງຄວາມປອດໄພ, ປະສິດທິພາບ, ແລະພື້ນຖານໂຄງລ່າງທີ່ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນ. ວິສະວະກອນຕ້ອງອອກແບບສໍາລັບມາດຕະຖານພາກພື້ນທີ່ເໝາະສົມ.
- ການແກ້ໄຂປັດໄຈພະລັງງານຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນກະແສໄຟຟ້າໂດຍບໍ່ມີການປ່ຽນແປງພະລັງງານທີ່ແທ້ຈິງ, ຕັດການສູນເສຍ I²R ຕາມອັດຕາສ່ວນ. ການປັບປຸງປັດໄຈພະລັງງານຈາກ 0.7 ເປັນ 1.0 ຫຼຸດຜ່ອນກະແສໄຟຟ້າລົງ 30%, ຕັດການສູນເສຍລົງປະມານ 50%. ນີ້ສະແດງເຖິງການປັບປຸງປະສິດທິພາບທີ່ຄຸ້ມຄ່າສໍາລັບສະຖານທີ່ທີ່ມີການໂຫຼດ inductive ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ.
- ການວິເຄາະທາງດ້ານເສດຖະກິດກໍານົດລະດັບແຮງດັນທີ່ເໝາະສົມ ໂດຍການດຸ່ນດ່ຽງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງສາຍໄຟກັບຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງອຸປະກອນການປ່ຽນແປງ. ແຮງດັນທີ່ສູງກວ່າຕ້ອງການສະວິດເກຍ ແລະໝໍ້ແປງໄຟຟ້າທີ່ມີລາຄາແພງກວ່າ ແຕ່ອະນຸຍາດໃຫ້ໃຊ້ສາຍໄຟທີ່ນ້ອຍກວ່າ. ຈຸດຄຸ້ມທຶນແມ່ນຂຶ້ນກັບລະດັບພະລັງງານ, ໄລຍະທາງ, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍວັດສະດຸໃນທ້ອງຖິ່ນ.
- ການຈັດການຄວາມຮ້ອນກາຍເປັນສິ່ງສໍາຄັນໃນກະແສໄຟຟ້າສູງ, ເນື່ອງຈາກການສ້າງຄວາມຮ້ອນເພີ່ມຂຶ້ນກັບ I² ໃນຂະນະທີ່ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນເພີ່ມຂຶ້ນພຽງແຕ່ເປັນເສັ້ນຊື່ກັບພື້ນທີ່ຜິວໜ້າ. ສິ່ງນີ້ສ້າງຂໍ້ຈໍາກັດພື້ນຖານກ່ຽວກັບວ່າກະແສໄຟຟ້າຫຼາຍປານໃດທີ່ສາຍໄຟສາມາດບັນຈຸໄດ້ຢ່າງປອດໄພ, ເຮັດໃຫ້ການອອກແບບແຮງດັນສູງ, ກະແສໄຟຟ້າຕໍ່າເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບການນໍາໃຊ້ພະລັງງານສູງ.
- ແຮງດັນຕົກສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບ ແລະອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນ, ບໍ່ພຽງແຕ່ປະສິດທິພາບເທົ່ານັ້ນ. ມໍເຕີ, ໄຟສ່ອງສະຫວ່າງ, ແລະເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າທັງໝົດໄດ້ຮັບຜົນກະທົບເມື່ອແຮງດັນຕົກຢູ່ນອກຂອບເຂດການອອກແບບຂອງພວກມັນ. ຂະໜາດສາຍໄຟທີ່ເໝາະສົມຮັບປະກັນການສົ່ງແຮງດັນທີ່ພຽງພໍພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂການເຮັດວຽກທັງໝົດ.
- ວິທີແກ້ໄຂທາງວິສະວະກໍາຫຼາຍຢ່າງແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບແຮງດັນ, ລວມທັງການເພີ່ມຂະໜາດສາຍໄຟ, ການປ່ຽນແຮງດັນ, ການຈັດການການໂຫຼດ, ແລະການແກ້ໄຂປັດໄຈພະລັງງານ. ວິທີການທີ່ເໝາະສົມແມ່ນຂຶ້ນກັບຄວາມຕ້ອງການສະເພາະຂອງແອັບພລິເຄຊັນ, ໄລຍະທາງ, ລະດັບພະລັງງານ, ແລະປັດໃຈທາງດ້ານເສດຖະກິດ.
- ມາດຕະຖານ ແລະລະຫັດໃຫ້ຄໍາແນະນໍາໃນການອອກແບບ ແຕ່ຕ້ອງການການຕັດສິນໃຈທາງວິສະວະກໍາສໍາລັບການນໍາໃຊ້. ຄໍາແນະນໍາແຮງດັນຕົກຂອງ NEC, ຕາຕະລາງຄວາມສາມາດໃນການບັນຈຸແອມແປຣ໌ຂອງ IEC, ແລະລະຫັດທ້ອງຖິ່ນສ້າງຕັ້ງພື້ນຖານ, ແຕ່ວິສະວະກອນຕ້ອງພິຈາລະນາເງື່ອນໄຂການຕິດຕັ້ງສະເພາະ, ການຂະຫຍາຍໃນອະນາຄົດ, ແລະຂອບເຂດຄວາມປອດໄພ.
- ເທັກໂນໂລຢີທີ່ທັນສະໄໝຊ່ວຍໃຫ້ແຮງດັນສູງຂຶ້ນ ແລະປະສິດທິພາບດີຂຶ້ນ ຜ່ານວັດສະດຸ insulation ທີ່ປັບປຸງ, ການປ່ຽນ solid-state, ແລະລະບົບປ້ອງກັນຂັ້ນສູງ. ການສົ່ງໄຟຟ້າ DC ແຮງດັນສູງພິເສດ, ເທັກໂນໂລຢີຕາຂ່າຍໄຟຟ້າອັດສະລິຍະ, ແລະການຜະລິດແບບກະຈາຍກໍາລັງປ່ຽນແປງວິທີທີ່ພວກເຮົາຄິດກ່ຽວກັບການເລືອກແຮງດັນ ແລະການແຈກຢາຍພະລັງງານ.
- ການເຂົ້າໃຈຫຼັກການເຫຼົ່ານີ້ປ້ອງກັນຄວາມຜິດພາດທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງ ໃນການອອກແບບລະບົບ, ການເລືອກອຸປະກອນ, ແລະການປະຕິບັດການຕິດຕັ້ງ. ບໍ່ວ່າຈະເປັນການອອກແບບວົງຈອນສາຂາທີ່ຢູ່ອາໄສ ຫຼືລະບົບການແຈກຢາຍອຸດສາຫະກໍາ, ຄວາມສໍາພັນລະຫວ່າງແຮງດັນ, ກະແສໄຟຟ້າ, ແລະການສູນເສຍຍັງຄົງເປັນພື້ນຖານສໍາລັບການສ້າງການຕິດຕັ້ງໄຟຟ້າທີ່ປອດໄພ, ມີປະສິດທິພາບ, ແລະປະຫຍັດ.
ພາກສ່ວນ FAQ ສັ້ນ
ເປັນຫຍັງການຫຼຸດແຮງດັນຈຶ່ງເຮັດໃຫ້ການສູນເສຍພະລັງງານເພີ່ມຂຶ້ນ?
ການຫຼຸດແຮງດັນໃນຂະນະທີ່ຮັກສາຜົນຜະລິດພະລັງງານຄົງທີ່ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີກະແສໄຟຟ້າທີ່ສູງຂຶ້ນຕາມອັດຕາສ່ວນ (ເນື່ອງຈາກ P = V × I). ການສູນເສຍພະລັງງານໃນສາຍໄຟປະຕິບັດຕາມສູດ P_loss = I²R, ໝາຍຄວາມວ່າພວກມັນເພີ່ມຂຶ້ນດ້ວຍກໍາລັງສອງຂອງກະແສໄຟຟ້າ. ເມື່ອແຮງດັນຫຼຸດລົງເຄິ່ງໜຶ່ງ, ກະແສໄຟຟ້າເພີ່ມຂຶ້ນສອງເທົ່າ, ເຮັດໃຫ້ການສູນເສຍເພີ່ມຂຶ້ນສີ່ເທົ່າ (2² = 4). ຄວາມສໍາພັນ quadratic ນີ້ເຮັດໃຫ້ການສົ່ງໄຟຟ້າແຮງສູງເປັນສິ່ງຈໍາເປັນສໍາລັບປະສິດທິພາບ—ມັນບໍ່ພຽງແຕ່ກ່ຽວກັບການຫຼຸດຜ່ອນກະແສໄຟຟ້າເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ກ່ຽວກັບການຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍຢ່າງຫຼວງຫຼາຍທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງກັບການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງກະແສໄຟຟ້າ.
ກົດລະບຽບ 80% ສໍາລັບວົງຈອນໄຟຟ້າແມ່ນຫຍັງ?
ກົດລະບຽບ 80%, ທີ່ລະບຸໄວ້ໃນ NEC Article 210.19(A)(1), ລະບຸວ່າການໂຫຼດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (ທີ່ເຮັດວຽກເປັນເວລາສາມຊົ່ວໂມງຂຶ້ນໄປ) ບໍ່ຄວນເກີນ 80% ຂອງຄວາມສາມາດທີ່ໄດ້ຮັບການຈັດອັນດັບຂອງວົງຈອນ. ສິ່ງນີ້ໃຫ້ຂອບເຂດຄວາມປອດໄພສໍາລັບການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ ແລະປ້ອງກັນການຕັດວົງຈອນທີ່ບໍ່ຈໍາເປັນ. ຕົວຢ່າງ, ວົງຈອນ 50-amp ບໍ່ຄວນບັນຈຸການໂຫຼດຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຫຼາຍກວ່າ 40 amps. ກົດລະບຽບນີ້ຄໍານຶງເຖິງຄວາມຈິງທີ່ວ່າສາຍໄຟ ແລະອຸປະກອນປ້ອງກັນສ້າງຄວາມຮ້ອນຕາມອັດຕາສ່ວນກັບ I²R, ແລະການເຮັດວຽກຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງບໍ່ອະນຸຍາດໃຫ້ມີໄລຍະເວລາເຮັດຄວາມເຢັນ.
ຂ້ອຍຈະຄິດໄລ່ແຮງດັນຕົກສຳລັບວົງຈອນຂອງຂ້ອຍໄດ້ແນວໃດ?
ໃຊ້ສູດ V_drop = (2 × K × I × L) / 1000, ບ່ອນທີ່ K ແມ່ນຄ່າຄົງທີ່ຂອງຄວາມຕ້ານທານ (12.9 ສໍາລັບທອງແດງ, 21.2 ສໍາລັບອະລູມິນຽມໃນ ohm-circular mils ຕໍ່ຟຸດ), I ແມ່ນກະແສໄຟຟ້າໃນແອມແປຣ໌, ແລະ L ແມ່ນໄລຍະທາງທາງດຽວໃນຟຸດ. ປັດໄຈ 2 ຄໍານຶງເຖິງທັງສາຍສະໜອງ ແລະສາຍກັບຄືນ. ສໍາລັບການຄິດໄລ່ metric, ໃຫ້ໃຊ້ V_drop = (ρ × 2 × L × I) / A, ບ່ອນທີ່ ρ ແມ່ນຄວາມຕ້ານທານ (1.68×10⁻⁸ Ω·m ສໍາລັບທອງແດງ), L ແມ່ນຄວາມຍາວເປັນແມັດ, I ແມ່ນກະແສໄຟຟ້າໃນແອມແປຣ໌, ແລະ A ແມ່ນພື້ນທີ່ສາຍໄຟເປັນຕາແມັດ. ຮັກສາແຮງດັນຕົກຕໍ່າກວ່າ 3% ສໍາລັບວົງຈອນສາຂາ ແລະ 5% ທັງໝົດສໍາລັບວົງຈອນ feeder ແລະສາຂາລວມກັນຕາມຄໍາແນະນໍາຂອງ NEC.
ເປັນຫຍັງບໍລິສັດໄຟຟ້າຈຶ່ງໃຊ້ແຮງດັນໄຟຟ້າສູງໃນການສົ່ງກະແສໄຟຟ້າ?
ບໍລິສັດໄຟຟ້າໃຊ້ແຮງດັນໄຟຟ້າສູງ (110kV ຫາ 765kV) ສໍາລັບການສົ່ງກະແສໄຟຟ້າໃນໄລຍະໄກ ເນື່ອງຈາກມັນຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ອງການກະແສໄຟຟ້າຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ ແລະ ດັ່ງນັ້ນການສູນເສຍ I²R. ການສົ່ງໄຟຟ້າ 100MW ທີ່ 345kV ຕ້ອງການພຽງແຕ່ 290 ແອມແປ, ໃນຂະນະທີ່ພະລັງງານດຽວກັນທີ່ 34.5kV ຈະຕ້ອງການ 2,900 ແອມແປ—ສູງກວ່າສິບເທົ່າ. ເນື່ອງຈາກການສູນເສຍແມ່ນອັດຕາສ່ວນກັບ I², ລະບົບແຮງດັນໄຟຟ້າຕ່ໍາຈະມີການສູນເສຍສູງກວ່າ 100 ເທົ່າ. ການປະຢັດໃນວັດສະດຸສາຍສົ່ງ ແລະ ການສູນເສຍພະລັງງານແມ່ນເກີນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງອຸປະກອນການປ່ຽນແປງທັງສອງສົ້ນຂອງສາຍສົ່ງ. ຫຼັກການນີ້ໄດ້ຊຸກຍູ້ໃຫ້ມີການພັດທະນາໄປສູ່ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ສູງຂຶ້ນ, ໂດຍບາງປະເທດປະຈຸບັນດໍາເນີນການລະບົບແຮງດັນໄຟຟ້າສູງສຸດທີ່ສູງກວ່າ 1,000kV.
ຈະເກີດຫຍັງຂຶ້ນຖ້າຂ້ອຍໃຊ້ສາຍໄຟທີ່ນ້ອຍເກີນໄປ?
ການໃຊ້ສາຍໄຟທີ່ນ້ອຍເກີນໄປສ້າງອັນຕະລາຍຫຼາຍຢ່າງ. ອັນທໍາອິດ, ຄວາມໜາແໜ້ນຂອງກະແສໄຟຟ້າທີ່ຫຼາຍເກີນໄປເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມຮ້ອນສູງເກີນໄປ, ເຊິ່ງອາດຈະເຮັດໃຫ້ insulation ລະລາຍ ແລະສ້າງອັນຕະລາຍຈາກໄຟໄໝ້. ອັນທີສອງ, ຄວາມຕ້ານທານສູງເພີ່ມແຮງດັນຕົກ, ເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນໄດ້ຮັບແຮງດັນທີ່ບໍ່ພຽງພໍ ແລະອາດຈະລົ້ມເຫຼວ ຫຼືເຮັດວຽກບໍ່ມີປະສິດທິພາບ. ອັນທີສາມ, ເຄື່ອງຕັດວົງຈອນອາດຈະບໍ່ຕັດໄວພໍທີ່ຈະປ້ອງກັນຄວາມເສຍຫາຍ, ເນື່ອງຈາກວ່າມັນມີຂະໜາດສໍາລັບການຈັດອັນດັບວົງຈອນແທນທີ່ຈະເປັນຄວາມສາມາດຕົວຈິງຂອງສາຍໄຟ. ອັນທີສີ່, ການສູນເສຍ I²R ເຮັດໃຫ້ພະລັງງານສູນເສຍໄປເປັນຄວາມຮ້ອນ, ເພີ່ມຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດໍາເນີນງານ. ໃຫ້ກໍານົດຂະໜາດສາຍໄຟສະເໝີໂດຍອີງໃສ່ທັງຕາຕະລາງຄວາມສາມາດໃນການບັນຈຸແອມແປຣ໌ (ເພື່ອປ້ອງກັນຄວາມຮ້ອນສູງເກີນໄປ) ແລະການຄິດໄລ່ແຮງດັນຕົກ (ເພື່ອຮັບປະກັນການສົ່ງແຮງດັນທີ່ພຽງພໍ), ຈາກນັ້ນເລືອກຜົນໄດ້ຮັບທີ່ໃຫຍ່ກວ່າສອງຢ່າງ.
ຂ້ອຍສາມາດຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍໂດຍການໃຊ້ອະລູມິນຽມແທນສາຍທອງແດງໄດ້ບໍ?
ສາຍອາລູມີນຽມມີຄວາມສາມາດນໍາໄຟຟ້າປະມານ 61% ຂອງທອງແດງ, ຫມາຍຄວາມວ່າທ່ານຕ້ອງການພື້ນທີ່ໜ້າຕັດປະມານ 1.6 ເທົ່າເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຄວາມຕ້ານທານທຽບເທົ່າ. ເຖິງແມ່ນວ່າອາລູມີນຽມມີລາຄາຖືກກວ່າຕໍ່ປອນ, ທ່ານຕ້ອງການມັນຫຼາຍກວ່າ, ແລະຂະຫນາດທີ່ໃຫຍ່ກວ່າອາດຈະຕ້ອງການທໍ່ແລະໂຄງສ້າງຮອງຮັບທີ່ໃຫຍ່ກວ່າ. ສໍາລັບການສູນເສຍທີ່ທຽບເທົ່າ, ອາລູມີນຽມສະຫນອງການປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍເລັກນ້ອຍໃນການຕິດຕັ້ງຂະຫນາດໃຫຍ່ທີ່ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍວັດສະດຸເດັ່ນ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ອາລູມີນຽມຕ້ອງການເຕັກນິກການສິ້ນສຸດພິເສດເພື່ອປ້ອງກັນການຜຸພັງແລະການວ່າງ, ແລະບາງເຂດອໍານາດຈໍາກັດການນໍາໃຊ້ໃນບາງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ. ສໍາລັບວຽກງານທີ່ຢູ່ອາໄສແລະການຄ້າຂະຫນາດນ້ອຍສ່ວນໃຫຍ່, ທອງແດງຍັງຄົງເປັນທີ່ນິຍົມເຖິງວ່າຈະມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍວັດສະດຸສູງກວ່າເນື່ອງຈາກການຕິດຕັ້ງງ່າຍແລະການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້ຫຼາຍກວ່າ.
ປັດໄຈກຳລັງໄຟຟ້າສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການສູນເສຍສາຍສົ່ງແນວໃດ?
ປັດໄຈກຳລັງໄຟຟ້າທີ່ບໍ່ດີເຮັດໃຫ້ກະແສໄຟຟ້າເພີ່ມຂຶ້ນໂດຍບໍ່ເພີ່ມປະລິມານການສົ່ງພະລັງງານທີ່ເປັນປະໂຫຍດ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງເພີ່ມການສູນເສຍ I²R. ໂຫຼດທີ່ດຶງ 100A ທີ່ປັດໄຈກຳລັງໄຟຟ້າ 0.7 ສົ່ງພຽງແຕ່ 70% ຂອງພະລັງງານທີ່ 100A ທີ່ປັດໄຈກຳລັງໄຟຟ້າ 1 ຈະສົ່ງ, ແຕ່ສ້າງການສູນເສຍຂອງສາຍສົ່ງຄືກັນ. ການປັບປຸງປັດໄຈກຳລັງໄຟຟ້າຈາກ 0.7 ເປັນ 1.0 ຜ່ານທະນາຄານ capacitor ຫຼືວິທີການແກ້ໄຂອື່ນໆຫຼຸດຜ່ອນກະແສໄຟຟ້າເປັນ 70A ສໍາລັບພະລັງງານທີ່ແທ້ຈິງດຽວກັນ, ຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍປະມານ 50% (ເນື່ອງຈາກວ່າ 0.7² = 0.49). ນີ້ເຮັດໃຫ້ການແກ້ໄຂປັດໄຈກຳລັງໄຟຟ້າເປັນໜຶ່ງໃນການປັບປຸງປະສິດທິພາບທີ່ຄຸ້ມຄ່າທີ່ສຸດສໍາລັບສະຖານທີ່ອຸດສາຫະກໍາທີ່ມີໂຫຼດ inductive ທີ່ສໍາຄັນເຊັ່ນ: ມໍເຕີແລະໝໍ້ແປງໄຟຟ້າ.
ຂ້ອຍຄວນໃຊ້ແຮງດັນໄຟຟ້າເທົ່າໃດສໍາລັບສາຍໄຟຍາວ?
ສຳ ລັບສາຍເຄເບີ້ນທີ່ຍາວ, ແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ສູງກວ່າເກືອບຈະພິສູດໄດ້ວ່າປະຫຍັດແລະມີປະສິດທິພາບກວ່າ. ຄຳນວນການຕົກຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າໃນການເລືອກແຮງດັນໄຟຟ້າເບື້ອງຕົ້ນຂອງທ່ານ—ຖ້າມັນເກີນ 3-5%, ທ່ານມີສາມທາງເລືອກ: ເພີ່ມຂະໜາດຂອງສາຍສົ່ງ (ແພງສຳລັບສາຍທີ່ຍາວ), ເພີ່ມແຮງດັນໄຟຟ້າ (ຕ້ອງການອຸປະກອນແປງໄຟຟ້າ), ຫຼືຍອມຮັບການສູນເສຍແລະການຕົກຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າທີ່ສູງຂຶ້ນ (ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວບໍ່ສາມາດຍອມຮັບໄດ້). ຈຸດຄຸ້ມທຶນທາງດ້ານເສດຖະກິດໂດຍປົກກະຕິແລ້ວຈະສະໜັບສະໜູນການແປງແຮງດັນໄຟຟ້າສຳລັບສາຍທີ່ເກີນ 100-200 ຟຸດ ທີ່ແຮງດັນໄຟຟ້າຕ່ຳ. ໂຮງງານອຸດສາຫະກຳໂດຍທົ່ວໄປໃຊ້ 480V ແທນ 208V ດ້ວຍເຫດຜົນນີ້, ແລະອາດຈະເພີ່ມຂຶ້ນເປັນ 4,160V ຫຼືສູງກວ່າສຳລັບສາຍປ້ອນທີ່ຍາວຫຼາຍ. ການຕິດຕັ້ງແສງຕາເວັນນັບມື້ນັບໃຊ້ 600-1,500V DC ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງສາຍສົ່ງໃນໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງແຖວແຜງແລະເຄື່ອງປ່ຽນກະແສໄຟຟ້າ.
ຂໍ້ປະຕິເສດ: ບົດຄວາມນີ້ແມ່ນສະໜອງໃຫ້ເພື່ອຈຸດປະສົງດ້ານຂໍ້ມູນຂ່າວສານ ແລະການສຶກສາເທົ່ານັ້ນ. ການອອກແບບ ແລະການຕິດຕັ້ງລະບົບໄຟຟ້າຕ້ອງປະຕິບັດຕາມລະຫັດ ແລະມາດຕະຖານທ້ອງຖິ່ນ ລວມທັງລະຫັດໄຟຟ້າແຫ່ງຊາດ (NEC), ມາດຕະຖານ IEC, ແລະກົດລະບຽບພາກພື້ນ. ໃຫ້ປຶກສາວິສະວະກອນໄຟຟ້າທີ່ມີຄຸນວຸດທິ ແລະຊ່າງໄຟຟ້າທີ່ມີໃບອະນຸຍາດສະເໝີສໍາລັບການຕິດຕັ້ງຕົວຈິງ. VIOX Electric ຜະລິດອຸປະກອນໄຟຟ້າລະດັບມືອາຊີບທີ່ອອກແບບມາເພື່ອຕອບສະໜອງມາດຕະຖານຄວາມປອດໄພ ແລະປະສິດທິພາບສາກົນ. ສໍາລັບຂໍ້ກໍານົດດ້ານເຕັກນິກ ແລະຄໍາແນະນໍາໃນການເລືອກຜະລິດຕະພັນ, ໃຫ້ຕິດຕໍ່ທີມງານວິສະວະກໍາຂອງພວກເຮົາ.
