Есть ли разница между передачей постоянного тока через один провод 36 мм² или шесть проводов 6 мм²?


11

Я проектирую автономную солнечную электростанцию, где расстояние между солнечными панелями и инвертором будет несколько десятков метров, поэтому я бы предпочел использовать более толстый провод, чтобы минимизировать потери.

Хотя кажется довольно очевидным, что с точки зрения потерь шесть изолированных
медных кабелей 6 мм² должны работать одинаково с одним кабелем 36 мм² (если быть точным, ближайший имеющийся на рынке размер составляет 35 мм², но давайте предположим, что для целей этот вопрос), я готов перепроверить это с экспертами. Будет ли постоянный ток протекать равномерно по всем шести кабелям, или есть нюансы / подводные камни, которые я не принимаю во внимание?

Причина, по которой я бы использовал 6 х 6 мм² вместо одного 35 мм², заключается в том, что он в 1,5 раза дешевле.

Обновить:

Просто приведу немного больше подробностей, поскольку есть предположения, что дизайн может быть ошибочным, и я должен поместить инвертор ближе к панелям и вместо этого запустить несколько десятков метров переменного тока.

Набор панелей будет производить 92–112В. Он способен генерировать до 2900 Вт (полное солнце под прямым углом), поэтому ток будет до 32 А. Этот калькулятор показывает, что для 40-метрового провода мне понадобится 35 мм², чтобы удержать потери в пределах 2% (и я бы на самом деле ненавидел бы их превышать 1%). Да, я мог бы установить электропитание в пределах 5 метров от панелей, но это не выглядело бы очень хорошо с точки зрения озеленения. Кроме того, я бы предпочел держать батарею ближе к дому, чтобы я мог питать некоторые приборы постоянного тока без двойного преобразования.


4
Единственное улучшение, которое я бы предложил, это рассмотреть 7 кабелей для простоты их скручивания (и небольшую термоусадку на каждую ногу или около того, чтобы держать их в порядке)
Брайан Драммонд,

1
@BrianDrummond просто любопытно, почему 7 будет лучше для скручивания? Я чувствую, что за вашим предложением есть некоторые интересные знания.
Владимир Краверо

5
Шесть прядей расположены аккуратно вокруг одной центральной жилы, образуя 7-жильный кабель. (Еще 12 поместились бы вокруг них, и еще 18 вокруг них, для 19 и 37 жил кабеля соответственно)
Брайан Драммонд

1
@mkeith Аккумулятор 48В. Контроллер инвертора / заряд будет принимать 60-145V из панелей и выходных 4 для батареи.
Greendrake

Ответы:


16

Это не просто потери. Провод нагревается из-за I ^ 2R, и тепло вытекает через поверхность. Шесть проводов будут иметь гораздо большую поверхность для охлаждения, поэтому вы можете иметь больший ток.


11
Предполагая, конечно, что вы не соединяете их вместе!
Finbarr

1
Ну ... Хорошо, я не делал никаких чисел :)
Грегори Корнблюм

3
Любой материал из проволоки с поведением NTC может преподнести вам неприятные сюрпризы (скачки тока, перегрев, приводящий к выходу из строя каскада) здесь :)
rackandboneman

2
В правилах электропроводки есть таблицы # проводников в зависимости от тока и размера кабелепровода, поэтому легко понять, что вы разрабатываете что-то совместимое.
Генри Крун

3
@rackandboneman, хотя то, что вы говорите, правда, единственными реальными кандидатами на проводку являются медь и алюминий, которые оба имеют положительный темп в отношении удельного сопротивления. В основном все металлы имеют положительный темп, в том числе сталь, нержавеющая сталь, вольфрам, латунь и т. Д.
18-18 г.

5

Следует учитывать, что некоторые электрические коды предписывают минимальные диаметры для определенных схем подключения - например, минимальный диаметр для провода PEN в системе TNC / TNC-S - для обеспечения безопасности от механических неисправностей (в примере TNC неисправный PEN может имеют катастрофические результаты, если подключен тяжелый груз с «заземленным» металлическим корпусом). То, как это применяется или не применяется к автономным цепям постоянного тока, также является вопросом кода.

Еще одна (немного не по теме, но важная) вещь, которую следует учитывать при работе с тяжелыми цепями постоянного тока: все, что подключается / отключается (переключатели, предохранители, автоматы, контакторы, разъемы) и рассчитано на хх-ампер переменного тока при 250 В, НЕ рассчитывается автоматически (или подходит или безопасно!) для хх усилителей постоянного тока при еще более низких напряжениях. Причиной этого являются конструкции, рассчитанные только на переменный ток, которые основаны на том факте, что возможные дуги будут быстро прерваны пересечением нуля переменного тока.


3

Несколько десятков метров при 36 мм2 - это безумие, за исключением настройки 10 кВт. Я думаю, что это не так. Это тяжелый, дорогой и, как правило, показывает, что что-то далеко от оптимального. За исключением крайних случаев, вы можете сэкономить много денег и получить больше энергии, удерживая провода между 2,5 и 6 мм2, используя стек солнечных батарей более высокого напряжения и соответствующий инвертор.


Что такое «кВт»?
Транзистор

2
Это не то, что попросил ФП, но это справедливый вопрос. Если это возможно, лучше расположить инвертор / контроллер заряда и батареи рядом с панелями и протянуть длинный кабель при более высоком напряжении переменного тока.
Mkeith

@Transistor kWp = Пиковый киловатт. Максимальная мощность, которую панели могут производить под прямыми солнечными лучами.
Саймон Б,

4
kWpeak

Это будет 92-112 В с током до 32 А (полное солнце под прямым углом) на расстоянии до 40 метров. Этот калькулятор показывает, что мне нужно 35 мм², чтобы удержать потери в пределах 2% (и я бы на самом деле не хотел бы, чтобы они превышали 1%). Что касается расстояния - я бы предпочел поставить дополнительные провода, чем устанавливать электропитание там, где я не хочу, чтобы он высовывался.
Greendrake

1

Другие соображения, которые не были учтены, это то, что это наружная установка, подверженная износу от солнца и дождя. Шесть меньших проводов пострадают гораздо больше повреждений, чем один тяжелый проводник.


0

Солнечные панели генерируют DC. Есть некоторые сложные и захватывающие эффекты передачи мощности переменного тока, которые не применимы к вашей проблеме. Пропускная способность проводов постоянного тока зависит от их поперечного сечения, поэтому используйте более дешевый метод. Хотя проблема Кристофа технически правильна, в реальной жизни это никогда не будет проблемой, отчасти потому, что когда провод нагревается, его сопротивление увеличивается. Так что есть отрицательный отзыв, который уравновешивает нагрузку. Если вас это беспокоит, используйте оголенные провода, которые находятся в контакте друг с другом (витые). Более важно правильно определить максимальный ток (при максимальном солнечном потоке) и размер.


0

Для применения при очень высоком постоянном токе рассмотрим дуговую сварочную проволоку. Я думаю, что размер 0000 должен работать просто отлично. Обратите внимание на конструкцию; сотни или тысячи тонких многожильных проводов.


-4

Это слишком оптимистично. Если R из шести проводов немного отличается (и будет), ток «предпочтет» протекать по проводу с самым низким R и нагревать его (больше, чем другие). В конце концов, этот провод может сгореть. Я настоятельно рекомендую один провод.


3
Насколько это может отличаться? Ток будет течь на всех них параллельно, согласно их Р.
Григорий Корнблюм

3
И провод с более низким R будет шире, следовательно, он будет иметь большую пропускную способность по току.
Ваутер ван Ойджен

6
И положительный температурный коэффициент сопротивления вызовет увеличение сопротивления горячей проволоки, и ток будет иметь тенденцию уравновешиваться.
транзистор

2
Это может быть верно для параллельных полупроводников, таких как диоды или транзисторы, но это не так для медных проводов, их сопротивление увеличивается с ростом температуры.
Уве

3
Проводимость медной проволоки достаточно хорошо контролируется в процессе производства, поскольку основная цель медной проволоки - проводить ток. А медная проволока имеет довольно высокий положительный температурный коэффициент по отношению к удельному сопротивлению. Так что не должно быть никаких проблем, насколько это возможно. Единственная проблема, которая может возникнуть, - это если одна или несколько нитей как-то сломаются и станут непроводящими.
Mkeith
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.