Υπολογισμός δικτύων πτώσης τάσης

Οι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας λειτουργούν κανονικά όταν οι ακροδέκτες τους τροφοδοτούνται με την τάση για την οποία έχει σχεδιαστεί ο δεδομένος ηλεκτρικός κινητήρας ή συσκευή. Όταν η ηλεκτρική ενέργεια μεταδίδεται μέσω καλωδίων, μέρος της τάσης χάνεται από την αντίσταση των καλωδίων και ως αποτέλεσμα, στο τέλος της γραμμής, δηλαδή στον καταναλωτή, η τάση είναι μικρότερη από την αρχή της γραμμής .

Η μείωση της τάσης καταναλωτή σε σύγκριση με την κανονική επηρεάζει τη λειτουργία του παντογράφου, είτε πρόκειται για φορτία ισχύος είτε για φορτία φωτισμού. Επομένως, κατά τον υπολογισμό οποιασδήποτε γραμμής ηλεκτρικής ενέργειας, οι αποκλίσεις τάσης δεν πρέπει να υπερβαίνουν τα επιτρεπόμενα πρότυπα, τα δίκτυα που επιλέγονται από το τρέχον φορτίο και προορίζονται για θέρμανση, κατά κανόνα, ελέγχονται με απώλεια τάσης.

Απώλεια τάσης ΔU ονομάζεται η διαφορά τάσης στην αρχή και στο τέλος της γραμμής (τμήμα της γραμμής). Συνηθίζεται να προσδιορίζεται το ΔU σε σχετικές μονάδες — σε σχέση με την ονομαστική τάση. Αναλυτικά, η απώλεια τάσης προσδιορίζεται από τον τύπο:

όπου P — ενεργή ισχύς, kW, Q — άεργος ισχύς, kvar, αντίσταση ro — γραμμή, Ohm / km, xo — επαγωγική αντίσταση γραμμής, Ohm / km, l — μήκος γραμμής, km, Unom — ονομαστική τάση , kV .

Οι τιμές ενεργού και επαγωγικής αντίστασης (Ωμ / km) για εναέριες γραμμές που κατασκευάζονται με σύρμα A-16 A-120 δίνονται στους πίνακες αναφοράς. Η ενεργός αντίσταση 1 km αγωγών αλουμινίου (κατηγορία Α) και χάλυβα-αλουμινίου (κατηγορία AC) μπορεί επίσης να προσδιοριστεί από τον τύπο:

όπου F είναι η διατομή του σύρματος αλουμινίου ή η διατομή του τμήματος αλουμινίου του σύρματος AC, mm2 (δεν λαμβάνεται υπόψη η αγωγιμότητα του χαλύβδινου τμήματος του σύρματος AC).

Σύμφωνα με το PUE («Κανόνες για ηλεκτρικές εγκαταστάσεις»), για δίκτυα ισχύος η απόκλιση τάσης από το κανονικό δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερη από ± 5%, για δίκτυα ηλεκτρικού φωτισμού βιομηχανικών επιχειρήσεων και δημόσιων κτιρίων — από +5 έως — 2,5%, για κατοικίες ηλεκτρικά δίκτυα φωτισμού κτιρίων και φωτισμός εξωτερικών χώρων ± 5%. Κατά τον υπολογισμό των δικτύων προχωρούν από την επιτρεπόμενη απώλεια τάσης.

Λαμβάνοντας υπόψη την εμπειρία στο σχεδιασμό και τη λειτουργία ηλεκτρικών δικτύων, λαμβάνονται οι ακόλουθες επιτρεπόμενες απώλειες τάσης: για χαμηλή τάση - από τα λεωφορεία του μετασχηματιστή έως τον πιο απομακρυσμένο καταναλωτή - 6%, και η απώλεια αυτή κατανέμεται περίπου ως εξής : από τον σταθμό ή τον υποσταθμό μετασχηματιστή προς τα κάτω στην είσοδο των εγκαταστάσεων ανάλογα με την πυκνότητα φορτίου — από 3,5 έως 5%, από την είσοδο στον πιο απομακρυσμένο χρήστη — από 1 έως 2,5%, για δίκτυα υψηλής τάσης κατά την κανονική διάρκεια λειτουργία σε καλωδιακά δίκτυα — 6%, σε εναέρια — 8%, σε κατάσταση έκτακτης ανάγκης του δικτύου σε καλωδιακά δίκτυα — 10% και σε εναέρια — 12%.

Πιστεύεται ότι οι τριφασικές γραμμές τριών καλωδίων με τάση 6-10 kV λειτουργούν με ομοιόμορφο φορτίο, δηλαδή, κάθε μία από τις φάσεις μιας τέτοιας γραμμής φορτώνεται ομοιόμορφα. Σε δίκτυα χαμηλής τάσης, λόγω του φορτίου φωτισμού, μπορεί να είναι δύσκολο να επιτευχθεί ομοιόμορφη κατανομή μεταξύ των φάσεων, γι' αυτό χρησιμοποιείται συχνότερα ένα σύστημα 4 καλωδίων με τριφασικό ρεύμα 380/220 V. σύστημα, οι ηλεκτρικοί κινητήρες συνδέονται με γραμμικά καλώδια και ο φωτισμός κατανέμεται μεταξύ καλωδίων γραμμής και ουδέτερου. Με αυτόν τον τρόπο εξισώνεται το φορτίο των τριών φάσεων.

Κατά τον υπολογισμό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τόσο τις υποδεικνυόμενες δυνάμεις όσο και τις τιμές των ρευμάτων που αντιστοιχούν σε αυτές τις ισχύς. απαραίτητο να ληφθεί υπόψη η επίδραση της επαγωγικής αντίστασης του σύρματος στην απώλεια τάσης στη γραμμή.

Για υπολογισμούς, η επαγωγική αντίσταση των συρμάτων χαλκού και αλουμινίου μπορεί να θεωρηθεί ίση με 0,32-0,44 Ohm / km και η χαμηλότερη τιμή πρέπει να λαμβάνεται σε μικρές αποστάσεις μεταξύ των συρμάτων (500-600 mm) και των διατομών του σύρματος άνω των 95 mm2, και περισσότερο σε αποστάσεις 1000 mm και άνω και διατομές 10-25 mm2.

Η απώλεια τάσης σε κάθε αγωγό μιας τριφασικής γραμμής, λαμβάνοντας υπόψη την επαγωγική αντίσταση των αγωγών, υπολογίζεται με τον τύπο

όπου ο πρώτος όρος στα δεξιά είναι το ενεργό συστατικό και ο δεύτερος είναι το αντιδραστικό στοιχείο της απώλειας τάσης.

Η διαδικασία για τον υπολογισμό της απώλειας τάσης μιας γραμμής ηλεκτρικής ενέργειας με αγωγούς από μη σιδηρούχα μέταλλα, λαμβάνοντας υπόψη την επαγωγική αντίσταση των αγωγών, έχει ως εξής:

1. Ορίζουμε τη μέση τιμή επαγωγικής αντίστασης για σύρμα αλουμινίου ή χάλυβα-αλουμινίου στα 0,35 Ohm / km.

2. Υπολογίζουμε τα ενεργά και αντιδραστικά φορτία P, Q.

3. Υπολογίστε την απώλεια άεργου (επαγωγικής) τάσης

4. Η επιτρεπόμενη απώλεια ενεργού τάσης ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ της καθορισμένης απώλειας τάσης δικτύου και της απώλειας άεργου τάσης:

5. Προσδιορίστε τη διατομή του σύρματος s, mm2

όπου γ Είναι το αντίστροφο της ειδικής αντίστασης (γ = 1 / ro — ειδική αγωγιμότητα).

6. Επιλέγουμε την πλησιέστερη τυπική τιμή του s και βρίσκουμε για αυτήν την ενεργό και επαγωγική αντίσταση σε 1 km από τη γραμμή (ro, NS).

7. Υπολογίστε την ενημερωμένη τιμή απώλεια τάσης σύμφωνα με τον τύπο.

Η προκύπτουσα τιμή δεν πρέπει να υπερβαίνει την επιτρεπόμενη απώλεια τάσης.Εάν αποδείχθηκε πιο αποδεκτό, τότε θα πρέπει να πάρετε ένα καλώδιο με μεγαλύτερο (επόμενο) τμήμα και να το υπολογίσετε ξανά.

Για γραμμές συνεχούς ρεύματος δεν υπάρχει επαγωγική αντίσταση και οι γενικοί τύποι που δίνονται παραπάνω είναι απλοποιημένοι.

Υπολογισμός απωλειών τάσης σταθερού ρεύματος NS δικτύων.

Αφήστε την ισχύ P, W να μεταδοθεί κατά μήκος μιας γραμμής μήκους l, mm, αυτή η ισχύς αντιστοιχεί στο ρεύμα

όπου U είναι η ονομαστική τάση, V.

Αντοχή σύρματος και στα δύο άκρα

όπου p είναι η ειδική αντίσταση του αγωγού, s η διατομή του αγωγού, mm2.

Απώλεια τάσης γραμμής

Η τελευταία έκφραση καθιστά δυνατό τον υπολογισμό της απώλειας τάσης σε μια υπάρχουσα γραμμή όταν είναι γνωστό το φορτίο της ή την επιλογή της διατομής του αγωγού για ένα δεδομένο φορτίο

Υπολογισμός μονοφασικών δικτύων AC για απώλειες τάσης.

Εάν το φορτίο είναι καθαρά ενεργό (φωτισμός, συσκευές θέρμανσης κ.λπ.), τότε ο υπολογισμός δεν διαφέρει από τον παραπάνω υπολογισμό σταθερής γραμμής. Εάν το φορτίο είναι μικτό, δηλαδή ο συντελεστής ισχύος διαφέρει από τη μονάδα, τότε οι τύποι υπολογισμού έχουν τη μορφή:

απώλεια τάσης γραμμής

και το απαιτούμενο τμήμα του αγωγού γραμμής

Για ένα δίκτυο διανομής με τάση 0,4 kV, το οποίο τροφοδοτεί γραμμές επεξεργασίας και άλλους ηλεκτρικούς δέκτες ξυλουργικών ή ξυλουργικών επιχειρήσεων, καταρτίζεται το σχέδιο σχεδιασμού του και υπολογίζεται η απώλεια τάσης για μεμονωμένα τμήματα. Για τη διευκόλυνση των υπολογισμών σε τέτοιες περιπτώσεις, χρησιμοποιήστε ειδικούς πίνακες. Ας δώσουμε ένα παράδειγμα ενός τέτοιου πίνακα, ο οποίος δείχνει τις απώλειες τάσης σε μια τριφασική εναέρια γραμμή με αγωγούς αλουμινίου με τάση 0,4 kV.

Οι απώλειες τάσης προσδιορίζονται από τον ακόλουθο τύπο:

όπου ΔU—απώλεια τάσης, V, ΔΧρήση — τιμή των σχετικών απωλειών,% ανά 1 kW • km, Ma — το γινόμενο της μεταδιδόμενης ισχύος P (kW) κατά το μήκος της γραμμής, kW • km.