Изчисляване на мрежи за загуби на напрежение

Потребителите на електрическа енергия работят нормално, когато техните клеми се захранват с напрежението, за което е проектиран дадения електрически двигател или устройство. Когато електричеството се предава по проводници, част от напрежението се губи от съпротивлението на проводниците и в резултат на това в края на линията, тоест при потребителя, напрежението е по -малко, отколкото в началото на линията .

Понижаването на напрежението при потребителя в сравнение с нормалното се отразява на работата на пантографа, независимо дали става дума за мощност или за натоварване на осветлението. Следователно, при изчисляване на който и да е електропровод, отклоненията в напрежението не трябва да надвишават допустимите норми, мрежите, избрани от токовото натоварване и предназначени за отопление, като правило се проверяват чрез загуба на напрежение.

Загуба на напрежение ΔU наричана разлика в напрежението в началото и края на линията (участък от линията). Обичайно е да се определя ΔU в относителни единици — спрямо номиналното напрежение. Аналитично загубата на напрежение се определя по формулата:

където P — активна мощност, kW, Q — реактивна мощност, kvar, съпротивление на ро — линия, Ohm / km, xo — индуктивно съпротивление на линия, Ohm / km, l — дължина на линия, km, Uном — номинално напрежение, kV.

Стойностите на активното и индуктивно съпротивление (Ом / км) за въздушни линии, направени с проводник A-16 A-120, са дадени в справочните таблици. Активното съпротивление на 1 км проводници от алуминий (клас А) и стомана-алуминий (клас АС) също може да се определи по формулата:

където F е напречното сечение на алуминиевия проводник или напречното сечение на алуминиевата част на AC проводника, mm2 (проводимостта на стоманената част на променливотоковия проводник не се взема предвид).

Според PUE («Правила за електрически инсталации»), за електроенергийните мрежи отклонението на напрежението от нормалното трябва да бъде не повече от ± 5%, за електрическите осветителни мрежи на промишлени предприятия и обществени сгради — от +5 до — 2,5%, за жилищни електрически осветителни мрежи сгради и външно осветление ± 5%. При изчисляване на мрежите те изхождат от допустимата загуба на напрежение.

Като се вземе предвид опитът при проектирането и експлоатацията на електрическите мрежи, се вземат следните допустими загуби на напрежение: за ниско напрежение — от автобусите на трансформаторното помещение до най -отдалечения потребител — 6%, като тази загуба се разпределя приблизително по следния начин : от станцията или понижаващата трансформаторна подстанция до влизане в помещението в зависимост от плътността на натоварването — от 3,5 до 5%, от входа до най -отдалечения потребител — от 1 до 2,5%, за мрежи с високо напрежение по време на нормална работа по кабел мрежи — 6%, в режийни — 8%, в авариен режим на мрежата в кабелни мрежи — 10%и във въздушен — 12%.

Смята се, че трифазните трижилни линии с напрежение 6-10 kV работят с равномерно натоварване, тоест всяка от фазите на такава линия е натоварена равномерно. В мрежите с ниско напрежение поради натоварването на осветлението може да бъде трудно да се постигне равномерно разпределение между фазите, поради което най-често там се използва 4-жична система с трифазен ток 380/220 V. В тази система електрически двигателите са свързани към линейни проводници, а осветлението се разпределя между линейни и нулеви проводници. По този начин натоварването на трите фази се изравнява.

При изчисляване можете да използвате както посочените мощности, така и стойностите на токовете, които съответстват на тези мощности.В линии с дължина няколко километра, което по-специално се отнася за линии с напрежение 6-10 kV, е необходимо да се вземе предвид влиянието на индуктивното съпротивление на проводника върху загубата на напрежение в линията .

За изчисления, индуктивното съпротивление на медни и алуминиеви проводници може да се приеме равно на 0,32-0,44 Ohm / km, а по-ниската стойност трябва да се вземе на малки разстояния между проводниците (500-600 mm) и напречните сечения на проводника над 95 mm2 , и повече на разстояния 1000 mm и повече и напречни сечения 10-25 mm2.

Загубата на напрежение във всеки проводник на трифазна линия, като се вземе предвид индуктивното съпротивление на проводниците, се изчислява по формулата

където първият член вдясно е активният компонент, а вторият е реактивният компонент на загубата на напрежение.

Процедурата за изчисляване на електропровод за загуба на напрежение с проводници от цветни метали, като се вземе предвид индуктивното съпротивление на проводниците, е както следва:

1. Задаваме средната стойност на индуктивното съпротивление за алуминиева или стоманено-алуминиева тел на 0,35 Ohm / km.

2. Изчисляваме активните и реактивните натоварвания P, Q.

3. Изчислете реактивната (индуктивна) загуба на напрежение

4. Допустимата загуба на активно напрежение се определя като разликата между посочената загуба на напрежение в мрежата и реактивната загуба на напрежение:

5. Определете напречното сечение на проводника s, mm2

където γ Реципрочна ли е на специфичното съпротивление ( γ = 1 / ro — специфична проводимост).

6. Избираме най -близката стандартна стойност на s и намираме за нея активното и индуктивно съпротивление на 1 км от линията (ro, NS).

7. Изчислете актуализираната стойност загуба на напрежение според формулата.

Получената стойност не трябва да надвишава допустимата загуба на напрежение. Ако се оказа по-допустимо, тогава ще трябва да вземете проводник с по-голям (следващ) участък и да го изчислите отново.

За DC линии няма индуктивно съпротивление и общите формули, дадени по -горе, са опростени.

Изчисляване на мрежи NSпостоянна токова загуба на напрежение.

Нека мощността P, W се предава по линия с дължина l, mm, тази мощност съответства на тока

където U е номиналното напрежение, V.

Съпротивление на проводника в двата края

където p е специфичното съпротивление на проводника, s е напречното сечение на проводника, mm2.

Загуба на напрежение в линията

Последният израз дава възможност да се направи изчислително изчисление на загубата на напрежение в съществуваща линия, когато нейното натоварване е известно, или да се избере напречното сечение на проводника за даден товар

Изчисляване на еднофазни мрежи с променлив ток за загуби на напрежение.

Ако натоварването е чисто активно (осветление, отоплителни устройства и т.н.), тогава изчислението не се различава от горното изчисление на постоянната линия. Ако натоварването е смесено, т.е.факторът на мощността се различава от единица, тогава формулите за изчисление приемат формата:

загуба на напрежение в линията

и необходимия участък от проводника на линията

За разпределителна мрежа с напрежение 0,4 kV, която захранва технологични линии и други електрически приемници на дървени или дървообработващи предприятия, се съставя проектната му схема и се изчислява загубата на напрежение за отделни участъци. За удобство на изчисленията в такива случаи използвайте специални таблици. Нека дадем пример за такава таблица, която показва загубите на напрежение в трифазна въздушна линия с алуминиеви проводници с напрежение 0,4 kV.

Загубите на напрежение се определят по следната формула:

където ΔU—загуба на напрежение, V, ΔUраздел — стойност на относителните загуби,% на 1 kW • km, Ма — произведението на предадената мощност P (kW) от дължината на линията, kW • km.