Výpočet poklesu napätia v sieťach

Spotrebiče elektrickej energie fungujú normálne, keď sú ich svorky napájané napätím, pre ktoré je daný elektromotor alebo zariadenie konštruované. Keď sa elektrina prenáša cez vodiče, časť napätia sa stratí odporom vodičov a výsledkom je, že na konci vedenia, teda u spotrebiteľa, je napätie nižšie ako na začiatku vedenia. .

Zníženie napätia spotrebiča v porovnaní s normálom ovplyvňuje prevádzku pantografu, či už ide o napájanie alebo osvetlenie. Preto pri výpočte akéhokoľvek elektrického vedenia by odchýlky napätia nemali prekročiť prípustné normy, siete vybrané z aktuálneho zaťaženia a určené na vykurovanie sa spravidla kontrolujú stratou napätia.

Strata napätia ΔU nazývaná rozdiel napätia na začiatku a na konci vedenia (úseku vedenia). Je obvyklé špecifikovať ΔU v relatívnych jednotkách — vzhľadom na menovité napätie. Analyticky je strata napätia určená vzorcom:

kde P — činný výkon, kW, Q — jalový výkon, kvar, odpor ro - vedenia, Ohm / km, xo - indukčný odpor vedenia, Ohm / km, l - dĺžka vedenia, km, Unom - menovité napätie , kV.

Hodnoty aktívneho a indukčného odporu (Ohm / km) pre nadzemné vedenia vyrobené s drôtom A-16 A-120 sú uvedené v referenčných tabuľkách. Aktívny odpor 1 km hliníkových (trieda A) a oceľovo-hliníkových (trieda AC) vodičov možno určiť aj podľa vzorca:

kde F je prierez hliníkového drôtu alebo prierez hliníkovej časti AC drôtu, mm2 (vodivosť oceľovej časti AC drôtu sa neberie do úvahy).

Podľa PUE („Pravidlá pre elektrické inštalácie“) pre elektrické siete by odchýlka napätia od normálu nemala byť väčšia ako ± 5%, pre siete elektrického osvetlenia priemyselných podnikov a verejných budov — od +5 do — 2,5%, pre obytné elektrické osvetľovacie siete budov a vonkajšie osvetlenie ± 5 %. Pri výpočte sietí vychádzajú z prípustnej straty napätia.

S prihliadnutím na skúsenosti s projektovaním a prevádzkou elektrických sietí sa berú tieto prípustné straty napätia: pre nízke napätie - od zberníc transformátorovej miestnosti k najvzdialenejšiemu spotrebiteľovi - 6% a táto strata je rozdelená približne takto : od stanice alebo znižovacej trafostanice po vstup do areálu v závislosti od hustoty zaťaženia — od 3,5 do 5 %, od vchodu k najvzdialenejšiemu užívateľovi — od 1 do 2,5 %, pre siete vysokého napätia počas normálneho stavu prevádzka v káblových sieťach — 6 %, v réžii — 8 %, v núdzovom režime siete v káblových sieťach — 10 % a v anténe — 12 %.

Predpokladá sa, že trojfázové trojvodičové vedenia s napätím 6-10 kV pracujú s rovnomerným zaťažením, to znamená, že každá z fáz takéhoto vedenia je zaťažená rovnomerne. V nízkonapäťových sieťach môže byť kvôli svetelnej záťaži ťažké dosiahnuť rovnomerné rozloženie medzi fázami, preto sa tam najčastejšie používa 4-vodičový systém s trojfázovým prúdom 380/220 V. elektrické motory sú pripojené k lineárnym vodičom a osvetlenie je rozdelené medzi linkové a neutrálne vodiče. Týmto spôsobom sa vyrovná zaťaženie troch fáz.

Pri výpočte môžete použiť ako udávané výkony, tak aj hodnoty prúdov, ktoré týmto výkonom zodpovedajú.Vo vedeniach s dĺžkou niekoľkých kilometrov, čo platí najmä pre vedenia s napätím 6-10 kV, je potrebné vziať do úvahy vplyv indukčného odporu drôtu na stratu napätia vo vedení.

Pre výpočty možno predpokladať, že indukčný odpor medených a hliníkových drôtov sa rovná 0,32 - 0,44 Ohm / km a nižšia hodnota by sa mala brať pri malých vzdialenostiach medzi drôtmi (500 - 600 mm) a prierezmi drôtu nad 95 mm2 a viac vo vzdialenostiach 1000 mm a viac a prierezoch 10-25 mm2.

Strata napätia v každom vodiči trojfázového vedenia, berúc do úvahy indukčný odpor vodičov, sa vypočíta podľa vzorca

kde prvý člen vpravo je aktívna zložka a druhý je jalová zložka straty napätia.

Postup výpočtu straty napätia elektrického vedenia s vodičmi z neželezných kovov, berúc do úvahy indukčný odpor vodičov, je nasledujúci:

1. Nastavíme priemernú hodnotu indukčného odporu pre hliníkový alebo oceľovo-hliníkový drôt na 0,35 Ohm / km.

2. Vypočítame aktívne a jalové zaťaženie P, Q.

3. Vypočítajte jalovú (indukčnú) stratu napätia

4. Prípustná strata aktívneho napätia je definovaná ako rozdiel medzi špecifikovanou stratou sieťového napätia a stratou jalového napätia:

5. Určte prierez vodiča s, mm2

kde γ je prevrátená hodnota špecifického odporu ( γ = 1 / ro – špecifická vodivosť).

6. Zvolíme najbližšiu štandardnú hodnotu s a nájdeme pre ňu aktívny a indukčný odpor vo vzdialenosti 1 km od vedenia (ro, NS).

7. Vypočítajte aktualizovanú hodnotu strata napätia podľa vzorca.

Výsledná hodnota by nemala prekročiť prípustnú stratu napätia.Ak sa ukázalo, že je to prijateľnejšie, budete musieť vziať drôt s väčším (ďalším) úsekom a znova ho vypočítať.

Pre vedenia jednosmerného prúdu neexistuje indukčný odpor a vyššie uvedené všeobecné vzorce sú zjednodušené.

Výpočet sieťových strát konštantného prúdu NS.

Nech sa prenesie výkon P, W po úsečke dĺžky l, mm, tento výkon zodpovedá prúdu

kde U je menovité napätie, V.

Odolnosť drôtu na oboch koncoch

kde p je špecifický odpor vodiča, s je prierez vodiča, mm2.

Strata sieťového napätia

Posledný výraz umožňuje urobiť výpočtový výpočet straty napätia v existujúcom vedení, keď je známe jeho zaťaženie, alebo zvoliť prierez vodiča pre danú záťaž.

Výpočet jednofázových striedavých sietí pre straty napätia.

Ak je zaťaženie čisto aktívne (osvetlenie, vykurovacie zariadenia atď.), Výpočet sa nelíši od vyššie uvedeného výpočtu konštantnej čiary. Ak je zaťaženie zmiešané, t.j. účinník sa líši od jednoty, potom majú výpočtové vzorce tvar:

strata sieťového napätia

a požadovaný úsek vodiča vedenia

Pre distribučnú sieť s napätím 0,4 kV, ktorá napája technologické linky a iné elektrické prijímače drevospracujúcich alebo drevospracujúcich podnikov, je vypracovaná jej konštrukčná schéma a vypočítaná strata napätia pre jednotlivé úseky. Pre pohodlie výpočtov v takýchto prípadoch použite špeciálne tabuľky. Uveďme príklad takejto tabuľky, ktorá ukazuje straty napätia v trojfázovom nadzemnom vedení s hliníkovými vodičmi s napätím 0,4 kV.

Straty napätia sa určujú podľa nasledujúceho vzorca:

kde ΔU—úbytok napätia, V, ΔUsection — hodnota relatívnych strát, % na 1 kW • km, Ma — súčin prenášaného výkonu P (kW) dĺžkou vedenia, kW • km.