Τι είναι η απώλεια τάσης και τα αίτια της απώλειας τάσης

Απώλεια τάσης γραμμής

Για να καταλάβετε τι είναι η απώλεια τάσης, εξετάστε το διανυσματικό διάγραμμα τάσης μιας τριφασικής γραμμής AC (Εικ. 1) με ένα μόνο φορτίο στο τέλος της γραμμής (Εικ. 1)I).

Ας υποθέσουμε ότι το τρέχον διάνυσμα αποσυντίθεται σε συστατικά Azi και AzP. Στο σχ. 2 τα διανύσματα τάσης φάσης στο τέλος της γραμμής σχεδιάζονται σε κλίμακα U3ph και ρεύμα AziLing σε φάση κατά γωνία φ2.

Για να λάβετε το διάνυσμα τάσης στην αρχή της γραμμής U1φ ακολουθεί το διάνυσμα στο τέλος U2ph, σχεδιάστε το γραμμικό τρίγωνο πτώσης τάσης (abc) στην κλίμακα τάσης. Για αυτό, το διάνυσμα ab, ίσο με το γινόμενο του ρεύματος και της ενεργού αντίστασης της γραμμής (AzR), βρίσκεται παράλληλα με το ρεύμα και το διάνυσμα b° C, ίσο με το γινόμενο του ρεύματος και της επαγωγικής αντίστασης της γραμμής ( AzX), είναι κάθετο στο τρέχον διάνυσμα.Υπό αυτές τις συνθήκες, η ευθεία γραμμή που συνδέει τα σημεία O και c αντιστοιχεί στο μέγεθος και τη θέση στο χώρο του διανύσματος τάσης στην αρχή της γραμμής (U1e) σε σχέση με το διάνυσμα τάσης στο τέλος της γραμμής (U2e). Συνδέοντας τα άκρα των διανυσμάτων U1f και U2e, παίρνουμε το διάνυσμα πτώσης τάσης της γραμμικής αντίστασης ac = IZ.

Ρύζι. 1. Σχηματικό με ένα μόνο φορτίο στο τέλος της γραμμής

Ρύζι. 2. Διανυσματικό διάγραμμα τάσεων για γραμμή με ένα μόνο φορτίο. Απώλεια τάσης γραμμής.

Συμφωνήστε να ονομάσετε απώλεια τάσης την αλγεβρική διαφορά μεταξύ των τάσεων φάσης στην αρχή και στο τέλος της γραμμής, δηλαδή τμήμα ad ή σχεδόν ίσο τμήμα ac '.

Το διανυσματικό διάγραμμα και οι σχέσεις που προκύπτουν από αυτό δείχνουν ότι η απώλεια τάσης εξαρτάται από τις παραμέτρους του δικτύου, καθώς και από τις ενεργές και αντιδρώσες συνιστώσες του ρεύματος ή του φορτίου.

Κατά τον υπολογισμό του ποσού της απώλειας τάσης στο δίκτυο, πρέπει πάντα να λαμβάνεται υπόψη η ενεργή αντίσταση και η επαγωγική αντίσταση μπορεί να αγνοηθεί σε δίκτυα φωτισμού και σε δίκτυα κατασκευασμένα με διατομές έως 6 mm2 και καλώδια έως 35 mm2.

Προσδιορισμός απώλειας τάσης στο δίκτυο

Η απώλεια τάσης για ένα τριφασικό σύστημα συνήθως υποδεικνύεται για γραμμικά μεγέθη, τα οποία καθορίζονται από τον τύπο

όπου l — μήκος του αντίστοιχου τμήματος του δικτύου, km.

Αν αντικαταστήσουμε το ρεύμα με ισχύ, ο τύπος θα έχει τη μορφή:

όπου P. — ενεργή ισχύς, B- άεργος ισχύς, kVar. l — μήκος του τμήματος, km. Un — ονομαστική τάση δικτύου, kV.

Αλλαγή στην τάση γραμμής

Επιτρεπόμενη πτώση τάσης

Για κάθε δέκτη ισχύος, μια ορισμένη απώλεια τάσης... Για παράδειγμα, οι επαγωγικοί κινητήρες έχουν ανοχή τάσης ± 5% υπό κανονικές συνθήκες.Αυτό σημαίνει ότι εάν η ονομαστική τάση αυτού του ηλεκτροκινητήρα είναι 380 V, τότε η τάση U„extra = 1,05 Un = 380 x1,05 = 399 V και U»add = 0,95 Un = 380 x 0,95 = 361 V θα πρέπει να θεωρηθεί ως τις μέγιστες επιτρεπόμενες τιμές τάσης. Φυσικά, όλες οι ενδιάμεσες τάσεις μεταξύ των τιμών 361 και 399 V θα ικανοποιήσουν επίσης τον χρήστη και θα αποτελέσουν μια συγκεκριμένη ζώνη που μπορεί να ονομαστεί ζώνη επιθυμητών τάσεων.

Δεδομένου ότι κατά τη λειτουργία της επιχείρησης υπάρχει μια σταθερή αλλαγή στο φορτίο (ισχύς ή ρεύμα που ρέει μέσω των καλωδίων μια συγκεκριμένη ώρα της ημέρας), τότε θα προκύψουν διάφορες απώλειες τάσης στο δίκτυο, που ποικίλλουν από τις υψηλότερες αντίστοιχες τιμές στη λειτουργία μέγιστου φορτίου dUmax, στο μικρότερο dUmin που αντιστοιχεί στο ελάχιστο φορτίο του χρήστη.

Για να υπολογίσετε το ποσό αυτών των απωλειών τάσης, χρησιμοποιήστε τον τύπο:

Από το διανυσματικό διάγραμμα τάσεων (Εικ. 2) προκύπτει ότι η πραγματική τάση του δέκτη U2f μπορεί να ληφθεί εάν αφαιρέσουμε την τιμή dUf από την τάση στην αρχή της γραμμής U1f ή, μεταβαίνοντας σε γραμμική, δηλ. φάση -προς-φάση τάση, παίρνουμε U2 = U1 — dU

Υπολογισμός απωλειών τάσης

Ενα παράδειγμα. Ο καταναλωτής, αποτελούμενος από ασύγχρονους κινητήρες, συνδέεται με τους διαύλους του υποσταθμού μετασχηματιστή της επιχείρησης, οι οποίοι διατηρούν σταθερή τάση καθ' όλη τη διάρκεια της ημέρας U1 = 400 V.

Το υψηλότερο φορτίο χρήστη σημειώνεται στις 11 π.μ., ενώ η απώλεια τάσης dUmax = 57 V, ή dUmax% = 15%. Το μικρότερο φορτίο καταναλωτή αντιστοιχεί στο μεσημεριανό διάλειμμα, ενώ dUmin — 15,2 V, ή dUmin% = 4%.

Είναι απαραίτητο να προσδιορίσετε την πραγματική τάση στο χρήστη στη λειτουργία υψηλότερου και χαμηλότερου φορτίου και να ελέγξετε ότι βρίσκεται εντός του επιθυμητού εύρους τάσης.

Ρύζι. 3. Διάγραμμα δυναμικού για γραμμή με ένα μόνο φορτίο για τον προσδιορισμό της απώλειας τάσης

Απάντηση. Προσδιορίστε τις πραγματικές τιμές τάσης:

U2Max = U1 — dUmax = 400 — 57 = 343 V

U2min = U1 — dUmin = 400 — 15,2 = 384,8 V

Η επιθυμητή τάση για ασύγχρονους κινητήρες με Un = 380 V πρέπει να πληροί την προϋπόθεση:

399 ≥ U2zhel ≥ 361

Αντικαθιστώντας τις υπολογιζόμενες τιμές τάσης με την ανισότητα, βεβαιωνόμαστε ότι για τη λειτουργία μεγαλύτερου φορτίου δεν πληρούται η αναλογία 399> 343> 361 και για τα μικρότερα φορτία 399> 384,8> 361.

Εξοδος. Στη λειτουργία των μεγαλύτερων φορτίων, η απώλεια τάσης είναι τόσο μεγάλη που η τάση στο χρήστη εξέρχεται από τη ζώνη των επιθυμητών τάσεων (μείωση) και δεν ικανοποιεί τον χρήστη.

Αυτό το παράδειγμα μπορεί να απεικονιστεί γραφικά από το διάγραμμα δυναμικού στο Σχ. 3. Ελλείψει ρεύματος, η τάση στο χρήστη θα είναι αριθμητικά ίση με την τάση των διαύλων τροφοδοσίας. Εφόσον η πτώση τάσης είναι ανάλογη με το μήκος της γραμμής τροφοδοσίας, η τάση παρουσία φορτίου αλλάζει κατά μήκος της γραμμής σε μια κεκλιμένη ευθεία γραμμή από την τιμή U1 = 400 V στην τιμή U2Max = 343 V και U2min = 384,8 V .

Όπως φαίνεται από το διάγραμμα, η τάση στο υψηλότερο φορτίο έχει φύγει από τη ζώνη των επιθυμητών τάσεων (σημείο Β στο γράφημα).

Έτσι, ακόμη και με σταθερή τάση στις ράβδους του μετασχηματιστή τροφοδοσίας, οι ξαφνικές αλλαγές στο φορτίο μπορούν να δημιουργήσουν μια απαράδεκτη τιμή τάσης στον δέκτη.

Επιπλέον, μπορεί να συμβεί όταν το φορτίο στο δίκτυο αλλάζει από το υψηλότερο φορτίο κατά τη διάρκεια της ημέρας στο χαμηλότερο φορτίο τη νύχτα, το ίδιο το σύστημα ισχύος δεν θα μπορεί να παρέχει την απαραίτητη τάση στους ακροδέκτες του μετασχηματιστή. Και στις δύο περιπτώσεις, πρέπει να καταφύγουμε σε μέσα τοπικής, κυρίως αλλαγής τάσης.

Απώλεια τάσης στον μετασχηματιστή (σε εικόνες)