Какво представлява загубата на напрежение и причините за образуването на загуба на напрежение

Загуба на напрежение в линията

За да разберете какво е загуба на напрежение, помислете за векторната диаграма на напрежението на трифазна AC линия (фиг. 1) с един товар в края на линията (фиг. 1)Аз).

Да предположим, че текущият вектор е разложен на компоненти Ази и АзР. На фиг. 2 векторите на фазовото напрежение в края на линията се начертават в мащаб U3ph и ток Азизоставайки фазово от ъгъл φ2.

За да получите вектора на напрежението в началото на линията U1φ следва в края на вектора U2ph, начертайте триъгълника на спада на напрежението в линията (abc) по скалата на напрежението. За това векторът aб, равен на произведението на ток и активно съпротивление на линията (АзR), е разположен успоредно на тока, а векторът b° С, равен на произведението на ток и индуктивно съпротивление на линията (АзX), — перпендикулярно на текущия вектор. При тези условия правата линия, свързваща точки O и c, съответства на величината и позицията в пространството на вектора на напрежението в началото на линията (U1е) спрямо вектора на напрежението в края на линията (U2е). Свързване на краищата на векторите U1f и U2е, получаваме вектор спад на напрежението на линейния импеданс ac = IZ.

Ориз. 1. Схема с едно натоварване в края на линията

Ориз. 2. Векторна диаграма на напреженията за линия с един товар. Загуба на напрежение в линията.

Съгласен да се обади загуба на напрежение алгебричната разлика между фазовите напрежения в началото и края на линията, тоест сегмент ad или почти равен сегмент ac ‘.

Векторната диаграма и отношенията, получени от нея, показват, че загубата на напрежение зависи от параметрите на мрежата, както и от активните и реактивните компоненти на тока или натоварването.

При изчисляване на величината на загубата на напрежение в мрежата винаги трябва да се има предвид активното съпротивление, а индуктивното съпротивление може да се пренебрегне в осветителни мрежи и в мрежи, направени с напречни сечения до 6 mm2 и кабели до 35 mm2.

Определяне на загуба на напрежение в мрежата

Загубата на напрежение за трифазна система обикновено се обозначава за линейни величини, които се определят по формулата

където л — дължина на съответния участък от мрежата, км.

Ако заменим тока с мощност, формулата ще приеме формата:

където П. — активна мощност, В- реактивна мощност, kVar; л — дължина на участъка, км; Uн — номинално мрежово напрежение, kV.

Промяна на напрежението на линията

Допустима загуба на напрежение

За всеки приемник на мощност, определено загуба на напрежение… Например, асинхронните двигатели имат толеранс на напрежение ± 5% при нормални условия. Това означава, че ако номиналното напрежение на този електродвигател е 380 V, тогава напрежението U„екстра = 1,05 Un = 380 x1.05 = 399 V и U»добавяне = 0,95 Un = 380 x 0,95 = 361 V трябва да се считат за максимално допустимите стойности на напрежението. Естествено, всички междинни напрежения между стойностите 361 и 399 V също ще задоволят потребителя и ще съставят определена зона, която може да се нарече зона на желаните напрежения.

Тъй като по време на експлоатацията на предприятието има постоянна промяна в товара (мощност или ток, протичащ през проводниците в определен час от деня), тогава в мрежата ще настъпят различни загуби на напрежение, вариращи от най -високите съответстващи стойности към режим на максимално натоварване dUmax, до най -малкия dUminсъответстващ на минималното натоварване на потребителя.

За да изчислите размера на тези загуби на напрежение, използвайте формулата:

От векторната диаграма на напреженията (фиг. 2) следва, че действителното напрежение на приемника U2f може да се получи, ако от напрежението в началото на линията U1f извадете стойността dUf, или, преминавайки към линейно, т.е.фазово фазово напрежение, получаваме U2 = U1 — dU

Изчисляване на загубите на напрежение

Пример. Потребителят, състоящ се от асинхронни двигатели, е свързан към автобусите на трансформаторната подстанция на предприятието, които поддържат постоянно напрежение през целия ден U1 = 400 V.

Най -голямото потребителско натоварване е отбелязано в 11 часа сутринта, докато загубата на напрежение dUmax = 57 V, или dUmax% = 15%. Най -малкият потребителски товар съответства на обедната почивка, докато dUmin — 15,2 V, или dUmin% = 4%.

Необходимо е да се определи действителното напрежение при потребителя в режимите на най -голямо и най -ниско натоварване и да се провери дали е в зоната на желаното напрежение.

Ориз. 3. Потенциална диаграма за линия с един товар за определяне на загубата на напрежение

Решение. Определете действителните стойности на напрежението:

U2Макс = U1 — dUmax = 400 — 57 = 343 V

U2min = U1 — dUmin = 400 — 15,2 = 384,8V

Желаното напрежение за асинхронни двигатели с Un = 380 V трябва да отговаря на условието:

399 ≥ U2zhel ≥ 361

Подменяйки изчислените стойности на напрежението в неравенството, ние се уверяваме, че за най -големия режим на натоварване съотношението 399> 343> 361 не е изпълнено, а за най -малките натоварвания 399> 384.8> 361 е изпълнено.

Изход. В режим на най -големи натоварвания загубата на напрежение е толкова голяма, че напрежението при потребителя излиза извън зоната на желаните напрежения (намалява) и не задоволява потребителя.

Този пример може да бъде илюстриран графично чрез диаграмата на потенциала на фиг. 3. При липса на ток напрежението при потребителя ще бъде числово равно на напрежението на захранващите шини. Тъй като загубата на напрежение е пропорционална на дължината на захранващата линия, напрежението в присъствието на товар се променя по линията по наклонена права линия от стойността U1 = 400 V до стойността U2Макс = 343 V и U2мин = 384,8 V.

Както може да се види от диаграмата, напрежението при най -голямото натоварване напусна зоната на желаните напрежения (точка В на графиката).

По този начин, дори при постоянно напрежение на шините на захранващия трансформатор, внезапните промени в товара могат да създадат неприемлива стойност на напрежението в приемника.

Освен това може да се окаже, че когато натоварването в мрежата се промени от най -голямото натоварване през деня до най -ниското натоварване през нощта, самата електроенергийна система няма да може да осигури необходимото напрежение на клемите на трансформатора. И в двата случая трябва да се прибегне до средства за локална, главно промяна на напрежението.

Загуба на напрежение в трансформатора (в снимки)