Beräkning av spänningsfallsnät

Konsumenter av elektrisk energi fungerar normalt när deras terminaler matas med den spänning som den givna elektriska motorn eller enheten är konstruerad för. När elektricitet överförs genom ledningar förloras en del av spänningen av ledningarnas motstånd, och som ett resultat, i slutet av linjen, det vill säga hos konsumenten, är spänningen mindre än i början av linjen .

En minskning av konsumentspänningen jämfört med normalt påverkar strömavtagarens funktion, oavsett om det är för ström- eller belysningsbelastningar. Därför, vid beräkning av någon kraftledning, bör spänningsavvikelser inte överstiga de tillåtna normerna, nätverk valda från den aktuella belastningen och avsedda för uppvärmning kontrolleras som regel av spänningsbortfall.

Spänningsförlust ΔU kallas skillnaden i spänning i början och slutet av linjen (sektion av linjen). Det är vanligt att specificera ΔU i relativa enheter — i förhållande till den nominella spänningen. Analytiskt bestäms spänningsförlusten av formeln:

där P — aktiv effekt, kW, Q — reaktiv effekt, kvar, motstånd för ro— linjen, Ohm / km, xo — induktivt motstånd för ledningen, Ohm / km, l — längd på ledningen, km, Unom — nominell spänning kV.

Värdena på aktivt och induktivt motstånd (Ohm / km) för luftledningar gjorda med tråd A-16 A-120 anges i referenstabellerna. Det aktiva motståndet för 1 km ledare av aluminium (klass A) och stål-aluminium (klass AC) kan också bestämmas med formeln:

där F är tvärsnittet av aluminiumtråden eller tvärsnittet av aluminiumdelen av AC-tråden, mm2 (ledningsförmågan hos ståldelen av AC-tråden tas inte med i beräkningen).

Enligt PUE («Regler för elektriska installationer») för kraftnät bör spänningsavvikelsen från det normala inte vara mer än ± 5%, för elektriska belysningsnätverk för industriföretag och offentliga byggnader - från +5 till - 2,5%, för bostäder elbelysning nätverk byggnader och utomhusbelysning ± 5%. Vid beräkning av nätverken utgår de från den tillåtna spänningsförlusten.

Med hänsyn till erfarenheten av konstruktion och drift av elektriska nätverk tas följande tillåtna spänningsförluster: för lågspänning - från transformatorrummets bussar till den mest avlägsna konsumenten - 6%, och denna förlust fördelas ungefär enligt följande : från stationen eller transformatorstationen till ingången till lokalen beroende på belastningstätheten — från 3,5 till 5 %, från ingången till den mest avlägsna användaren — från 1 till 2,5 %, för högspänningsnät under normala drift på kabelnät — 6 %, i overhead — 8 %, i nödläge av nätet i kabelnät — 10 % och i antenn — 12 %.

Man tror att trefasiga tretrådsledningar med en spänning på 6-10 kV arbetar med en enhetlig belastning, det vill säga att var och en av faserna i en sådan linje belastas jämnt. I lågspänningsnät kan det på grund av belysningsbelastningen vara svårt att uppnå en jämn fördelning mellan faserna, varför man där oftast använder ett 4-trådssystem med trefasström 380/220 V. I denna system är elmotorer anslutna till linjära ledningar, och belysning fördelas mellan ledningar och neutrala ledningar. På så sätt utjämnas belastningen av de tre faserna.

Vid beräkning kan man använda både de angivna effekterna och värdena på de strömmar som motsvarar dessa effekter. I ledningar med en längd på flera kilometer, vilket särskilt gäller ledningar med en spänning på 6-10 kV, är det nödvändigt att ta hänsyn till inverkan av trådens induktiva motstånd på spänningsförlusten i ledningen.

För beräkningar kan det induktiva motståndet för koppar- och aluminiumtrådar antas vara lika med 0,32-0,44 Ohm / km, och det lägre värdet bör tas på små avstånd mellan ledningarna (500-600 mm) och trådens tvärsnitt över 95 mm2, och mer på avstånd från 1000 mm och mer och tvärsnitt 10-25 mm2.

Spänningsförlusten i varje ledare i en trefasledning, med hänsyn till ledarnas induktiva resistans, beräknas med formeln

där den första termen till höger är den aktiva komponenten och den andra är den reaktiva komponenten av spänningsförlusten.

Proceduren för att beräkna spänningsförlusten för en kraftledning med ledare av icke-järnmetaller, med hänsyn till ledarnas induktiva motstånd, är som följer:

1. Vi sätter medelvärdet av induktivt motstånd för aluminium eller stål-aluminiumtråd till 0,35 Ohm / km.

2. Vi beräknar de aktiva och reaktiva lasterna P, Q.

3. Beräkna den reaktiva (induktiva) spänningsförlusten

4. Den tillåtna aktiva spänningsförlusten definieras som skillnaden mellan den specificerade nätverksspänningsförlusten och den reaktiva spänningsförlusten:

5. Bestäm trådens tvärsnitt s, mm2

där γ är den reciproka av den specifika resistansen ( γ = 1 / ro — specifik konduktivitet).

6. Vi väljer närmaste standardvärde på s och tar fram det aktiva och induktiva motståndet 1 km från linjen (ro, NS).

7. Beräkna det uppdaterade värdet spänningsförlust enligt formeln.

Det resulterande värdet bör inte överstiga den tillåtna spänningsförlusten.Om det visade sig vara mer acceptabelt, måste du ta en tråd med en större (nästa) sektion och beräkna den igen.

För DC-ledningar finns inget induktivt motstånd och de allmänna formlerna ovan är förenklade.

Beräkning av nät NS konstant strömspänningsförlust.

Låt effekten P, W överföras längs en linje med längden l, mm, denna effekt motsvarar strömmen

där U är den nominella spänningen, V.

Trådmotstånd i båda ändar

där p är ledarens specifika resistans, s är ledarens tvärsnitt, mm2.

Förlust av nätspänning

Det sista uttrycket gör det möjligt att göra en beräkning av spänningsförlusten i en befintlig ledning när dess belastning är känd, eller att välja ledarens tvärsnitt för en given belastning

Beräkning av enfas växelströmsnät för spänningsförluster.

Om belastningen är rent aktiv (belysning, värmeanordningar etc.), skiljer sig beräkningen inte från ovanstående konstantlinjeberäkning. Om lasten är blandad, det vill säga effektfaktorn skiljer sig från enhet, tar beräkningsformlerna formen:

linjespänningsförlust

och den erforderliga delen av ledningsledaren

För ett distributionsnät med en spänning på 0,4 kV, som matar processledningar och andra elektriska mottagare för trä- eller träbearbetningsföretag, utformas dess designschema och spänningsförlusten beräknas för enskilda sektioner. För att underlätta beräkningar i sådana fall, använd speciella tabeller. Låt oss ge ett exempel på en sådan tabell, som visar spänningsförlusterna i en trefas luftledning med aluminiumledare med en spänning på 0,4 kV.

Spänningsförluster bestäms av följande formel:

där ΔU—spänningsförlust, V, ΔUsektion — värde av relativa förluster, % per 1 kW • km, Ma — produkten av den överförda effekten P (kW) av linjens längd, kW • km.