Izračun padca napetosti v omrežjih

Porabniki električne energije delujejo normalno, če so njihovi priključki napajani z napetostjo, za katero je predviden dani elektromotor ali naprava. Pri prenosu električne energije po žicah se del napetosti izgubi zaradi upora žic, posledično pa je na koncu voda, torej pri porabniku, napetost manjša kot na začetku voda. .

Zmanjšanje napetosti porabnika v primerjavi z običajno vpliva na delovanje odjemnika toka, ne glede na to, ali gre za električno ali svetlobno obremenitev. Zato pri izračunu katerega koli daljnovoda odstopanja napetosti ne smejo presegati dovoljenih norm, omrežja, izbrana iz trenutne obremenitve in namenjena ogrevanju, se praviloma preverjajo z izgubo napetosti.

Izguba napetosti ΔU se imenuje razlika v napetosti na začetku in koncu linije (odsek linije). Običajno je določiti ΔU v relativnih enotah - glede na nazivno napetost. Analitično je izguba napetosti določena s formulo:

kjer je P - aktivna moč, kW, Q - jalova moč, kvar, upornost ro - vod, Ohm / km, xo - induktivni upor voda, Ohm / km, l - dolžina voda, km, Unom - nazivna napetost , kV .

Vrednosti aktivnega in induktivnega upora (Ohm / km) za nadzemne vode, izdelane z žico A-16 A-120, so podane v referenčnih tabelah. Aktivno upornost 1 km aluminijastih (razred A) in jekleno-aluminijevih (razred AC) vodnikov lahko določimo tudi s formulo:

kjer je F presek aluminijaste žice ali prerez aluminijastega dela AC žice, mm2 (prevodnost jeklenega dela AC žice se ne upošteva).

V skladu s PUE (»Pravila za električne inštalacije«) za električna omrežja odstopanje napetosti od normalne ne sme biti večje od ± 5%, za omrežja električne razsvetljave industrijskih podjetij in javnih zgradb - od +5 do - 2,5%, za stanovanjske električna razsvetljava omrežij zgradb in zunanje razsvetljave ± 5%. Pri izračunu omrežij izhajajo iz dovoljene izgube napetosti.

Ob upoštevanju izkušenj pri načrtovanju in obratovanju električnih omrežij se upoštevajo naslednje dovoljene izgube napetosti: za nizko napetost - od avtobusov transformatorske sobe do najbolj oddaljenega potrošnika - 6%, ta izguba pa je porazdeljena približno na naslednji način. : od postaje ali padajoče transformatorske postaje do vhoda v prostor, odvisno od gostote obremenitve - od 3,5 do 5%, od vhoda do najbolj oddaljenega uporabnika - od 1 do 2,5%, za visokonapetostna omrežja med normalnim delovanje v kabelskih omrežjih — 6%, v nadzemnih — 8%, v zasilnem načinu omrežja v kabelskih omrežjih — 10% in v zračnem — 12%.

Menijo, da trifazni trižilni vodi z napetostjo 6-10 kV delujejo z enakomerno obremenitvijo, to je, da je vsaka od faz takšnega voda enakomerno obremenjena. V nizkonapetostnih omrežjih je zaradi svetlobne obremenitve težko doseči enakomerno porazdelitev med fazami, zato se tam najpogosteje uporablja 4-žilni sistem s trifaznim tokom 380/220 V. Pri tem sistem, elektromotorji so povezani z linearnimi žicami, razsvetljava pa je razporejena med linijsko in ničelno žico. Na ta način se izenači obremenitev treh faz.

Pri izračunu lahko uporabite tako navedene moči kot vrednosti tokov, ki ustrezajo tem močem.V večkilometrskih daljnovodih, kar še posebej velja za vodnike z napetostjo 6-10 kV, je potrebno upoštevati vpliv induktivnega upora žice na izgubo napetosti v liniji.

Za izračune se lahko domneva, da je induktivni upor bakrenih in aluminijastih žic enak 0,32-0,44 Ohm / km, nižjo vrednost pa je treba vzeti pri majhnih razdaljah med žicami (500-600 mm) in presekom žice nad 95 mm2 in več pri razdaljah 1000 mm in več ter prerezih 10-25 mm2.

Izguba napetosti v vsakem prevodniku trifaznega voda, ob upoštevanju induktivne upornosti vodnikov, se izračuna po formuli

kjer je prvi člen na desni aktivna komponenta, drugi pa reaktivna komponenta izgube napetosti.

Postopek za izračun izgube napetosti daljnovoda z vodniki iz neželeznih kovin ob upoštevanju induktivne upornosti vodnikov je naslednji:

1. Povprečno vrednost induktivnega upora za aluminijevo ali jekleno-aluminijevo žico nastavimo na 0,35 Ohm / km.

2. Izračunamo aktivno in reaktivno breme P, Q.

3. Izračunajte jalovo (induktivno) izgubo napetosti

4. Dovoljena izguba aktivne napetosti je opredeljena kot razlika med določeno izgubo napetosti v omrežju in izgubo reaktivne napetosti:

5. Določite presek žice s, mm2

kjer je γ recipročna vrednost specifičnega upora ( γ = 1 / ro — specifična prevodnost).

6. Izberemo najbližjo standardno vrednost s in ji poiščemo aktivni in induktivni upor na 1 km od črte (ro, NS).

7. Izračunajte posodobljeno vrednost izguba napetosti po formuli.

Dobljena vrednost ne sme preseči dovoljene izgube napetosti.Če se je izkazalo za bolj sprejemljivo, boste morali vzeti žico z večjim (naslednjim) odsekom in jo znova izračunati.

Pri DC vodih ni induktivnega upora in zgoraj navedene splošne formule so poenostavljene.

Izračun napetostnih izgub konstantnega toka v omrežjih NS.

Naj se moč P, W prenaša po črti dolžine l, mm, ta moč ustreza toku

kjer je U nazivna napetost, V.

Upor žice na obeh koncih

kjer je p specifična upornost prevodnika, s je presek prevodnika, mm2.

Izguba omrežne napetosti

Zadnji izraz omogoča računalniški izračun izgube napetosti v obstoječem vodu, ko je znana njegova obremenitev, ali izbiro preseka vodnika za dano obremenitev

Izračun enofaznih izmeničnih omrežij za napetostne izgube.

Če je obremenitev izključno aktivna (razsvetljava, grelne naprave itd.), se izračun ne razlikuje od zgornjega izračuna konstantne črte. Če je obremenitev mešana, tj. faktor moči se razlikuje od enote, potem so formule za izračun v obliki:

izguba linijske napetosti

in zahtevani odsek vodnika

Za distribucijsko omrežje z napetostjo 0,4 kV, ki napaja procesne linije in druge električne sprejemnike lesnih ali lesnopredelovalnih podjetij, je sestavljena njegova projektna shema in izračunana izguba napetosti za posamezne odseke. Za udobje izračunov v takih primerih uporabite posebne tabele. Navedimo primer takšne tabele, ki prikazuje napetostne izgube v trifaznem nadzemnem vodu z aluminijastimi vodniki z napetostjo 0,4 kV.

Izgube napetosti se določijo po naslednji formuli:

kjer ΔU — izguba napetosti, V, ΔUsek — vrednost relativnih izgub, % na 1 kW • km, Ma — produkt prenesene moči P (kW) z dolžino voda, kW • km.