Beregning af spændingsfaldsnetværk

Forbrugere af elektrisk energi fungerer normalt, når deres terminaler forsynes med den spænding, som den givne elektriske motor eller enhed er designet til. Når elektricitet transmitteres gennem ledninger, går en del af spændingen tabt af ledningernes modstand, og som følge heraf er spændingen i slutningen af ​​ledningen, det vil sige ved forbrugeren, mindre end i begyndelsen af ​​ledningen .

En reduktion i forbrugerspændingen i forhold til normalt påvirker strømaftagerens drift, uanset om det er til strøm- eller lysbelastninger. Derfor bør spændingsafvigelser ved beregning af enhver strømledning ikke overstige de tilladte normer, netværk valgt fra den aktuelle belastning og beregnet til opvarmning kontrolleres som regel ved spændingstab.

Spændingstab ΔU kaldes forskellen i spænding i begyndelsen og slutningen af ​​linjen (sektion af linjen). Det er sædvanligt at angive ΔU i relative enheder - i forhold til den nominelle spænding. Analytisk bestemmes spændingstabet af formlen:

hvor P - aktiv effekt, kW, Q - reaktiv effekt, kvar, modstand af ro - linje, Ohm / km, xo - induktiv modstand af ledningen, Ohm / km, l - længde af ledning, km, Unom - nominel spænding kV.

Værdierne for aktiv og induktiv modstand (Ohm / km) for luftledninger lavet med ledning A-16 A-120 er angivet i referencetabellerne. Den aktive modstand af 1 km aluminium (klasse A) og stål-aluminium (klasse AC) ledere kan også bestemmes af formlen:

hvor F er tværsnittet af aluminiumtråden eller tværsnittet af aluminiumsdelen af ​​AC-tråden, mm2 (ledningsevnen af ​​AC-trådens ståldel tages ikke i betragtning).

Ifølge PUE ("Regler for elektriske installationer") bør spændingsafvigelsen fra det normale for elnetværk ikke være mere end ± 5%, for elektriske belysningsnetværk i industrivirksomheder og offentlige bygninger - fra +5 til - 2,5% for boliger elektrisk belysning netværk bygninger og udendørs belysning ± 5%. Ved beregning af netværkene går de ud fra det tilladte spændingstab.

Under hensyntagen til erfaringen med design og drift af elektriske netværk tages følgende tilladte spændingstab: for lavspænding - fra busserne i transformerrummet til den fjerneste forbruger - 6%, og dette tab fordeles omtrent som følger : fra stationen eller nedtrapningstransformatorstationen til indgangen til lokalerne afhængigt af belastningstætheden - fra 3,5 til 5%, fra indgangen til den fjerneste bruger - fra 1 til 2,5%, for højspændingsnetværk under normal drift på kabelnetværk — 6 %, i overhead — 8 %, i nødtilstand af netværket i kabelnetværk — 10 % og i antenne — 12 %.

Det antages, at trefasede tretrådslinjer med en spænding på 6-10 kV arbejder med en ensartet belastning, det vil sige, at hver af faserne af en sådan linje belastes jævnt. I lavspændingsnet kan det på grund af lysbelastningen være svært at opnå en ensartet fordeling mellem faserne, hvorfor der oftest anvendes et 4-leder system med trefaset strøm 380/220 V. I denne system, elektriske motorer er forbundet til lineære ledninger, og belysning fordeles mellem linje- og neutrale ledninger. På denne måde udlignes belastningen af ​​de tre faser.

Ved beregningen kan man bruge både de angivne styrker og værdierne af de strømme, der svarer til disse styrker. I ledninger med en længde på flere kilometer, hvilket især gælder ledninger med en spænding på 6-10 kV, er det nødvendigt at tage hensyn til indflydelsen af ​​ledningens induktive modstand på spændingstabet i ledningen.

Til beregninger kan den induktive modstand af kobber- og aluminiumtråde antages at være lig med 0,32-0,44 Ohm / km, og den lavere værdi skal tages ved små afstande mellem ledningerne (500-600 mm) og tværsnit af ledningen over 95 mm2, og mere ved afstande på 1000 mm og mere og tværsnit 10-25 mm2.

Spændingstabet i hver leder af en trefaset linje, under hensyntagen til ledernes induktive modstand, beregnes ved formlen

hvor det første led til højre er den aktive komponent og det andet er den reaktive komponent af spændingstabet.

Proceduren til beregning af spændingstabet af en strømledning med ledere af ikke-jernholdige metaller, under hensyntagen til ledernes induktive modstand, er som følger:

1. Vi indstiller gennemsnitsværdien af ​​induktiv modstand for aluminium eller stål-aluminiumtråd til 0,35 Ohm / km.

2. Vi beregner de aktive og reaktive belastninger P, Q.

3. Beregn det reaktive (induktive) spændingstab

4. Det tilladte aktive spændingstab er defineret som forskellen mellem det specificerede netværksspændingstab og det reaktive spændingstab:

5. Bestem tværsnittet af ledningen s, mm2

hvor γ er den reciprokke af den specifikke modstand ( γ = 1 / ro — specifik ledningsevne).

6. Vi vælger den nærmeste standardværdi af s og finder den aktive og induktive modstand 1 km fra linjen (ro, NS).

7. Beregn den opdaterede værdi spændingstab efter formlen.

Den resulterende værdi bør ikke overstige det tilladte spændingstab.Hvis det viste sig at være mere acceptabelt, så bliver du nødt til at tage en ledning med en større (næste) sektion og beregne den igen.

For DC-linjer er der ingen induktiv modstand, og de generelle formler givet ovenfor er forenklet.

Beregning af netværk NS konstant strømspændingstab.

Lad effekten P, W overføres langs en linie med længden l, mm, denne effekt svarer til strømmen

hvor U er den nominelle spænding, V.

Trådmodstand i begge ender

hvor p er lederens specifikke modstand, s er lederens tværsnit, mm2.

Tab af netspænding

Det sidste udtryk gør det muligt at foretage en beregning af spændingstabet i en eksisterende ledning, når dens belastning er kendt, eller at vælge lederens tværsnit for en given belastning

Beregning af 1-fasede AC netværk for spændingstab.

Hvis belastningen er rent aktiv (belysning, varmeapparater osv.), afviger beregningen ikke fra ovenstående konstantlinjeberegning. Hvis belastningen er blandet, dvs. effektfaktoren afviger fra enhed, så har beregningsformlerne formen:

liniespændingstab

og den nødvendige del af ledningslederen

For et distributionsnet med en spænding på 0,4 kV, der forsyner proceslinjer og andre elektriske modtagere af træ- eller træbearbejdningsvirksomheder, udarbejdes dets designskema, og spændingstabet beregnes for de enkelte sektioner. Brug specielle tabeller for at lette beregningerne i sådanne tilfælde. Lad os give et eksempel på en sådan tabel, som viser spændingstabene i en trefaset luftledning med aluminiumsledere med en spænding på 0,4 kV.

Spændingstab bestemmes af følgende formel:

hvor ΔU—spændingstab, V, ΔUsektion — værdi af relative tab, % pr. 1 kW • km, Ma — produktet af den transmitterede effekt P (kW) med længden af ​​ledningen, kW • km.