Calculul rețelelor de cădere de tensiune

Consumatorii de energie electrică funcționează normal atunci când bornele lor sunt alimentate cu tensiunea pentru care este proiectat motorul sau dispozitivul electric dat. Când electricitatea este transmisă prin fire, o parte din tensiune este pierdută de rezistența firelor și, ca urmare, la sfârșitul liniei, adică la consumator, tensiunea este mai mică decât la începutul liniei. .

O reducere a tensiunii consumatorului în comparație cu cea normală afectează funcționarea pantografului, fie că este vorba de alimentare sau de iluminat. Prin urmare, atunci când se calculează orice linie de alimentare, abaterile de tensiune nu trebuie să depășească normele admise, rețelele selectate din sarcina curentă și destinate încălzirii, de regulă, sunt verificate prin pierderea de tensiune.

Pierderea de tensiune ΔU numită diferența de tensiune la începutul și la sfârșitul liniei (secțiunea liniei). Se obișnuiește să se specifice ΔU în unități relative - raportat la tensiunea nominală. Analitic, pierderea de tensiune este determinată de formula:

unde P — puterea activă, kW, Q — puterea reactivă, kvar, rezistența ro ​​— linie, Ohm / km, xo — rezistența inductivă a liniei, Ohm / km, l — lungimea liniei, km, Unom — tensiunea nominală , kV .

Valorile rezistenței active și inductive (Ohm/km) pentru liniile aeriene realizate cu fir A-16 A-120 sunt date în tabelele de referință. Rezistența activă a conductoarelor de aluminiu (clasa A) și oțel-aluminiu (clasa AC) de 1 km poate fi determinată și prin formula:

unde F este secțiunea transversală a firului de aluminiu sau secțiunea transversală a părții de aluminiu a firului AC, mm2 (nu se ia în considerare conductibilitatea părții de oțel a firului AC).

Conform PUE („Reguli pentru instalații electrice”), pentru rețelele electrice abaterea de tensiune de la normal nu trebuie să fie mai mare de ± 5%, pentru rețelele de iluminat electric ale întreprinderilor industriale și clădirilor publice — de la +5 la — 2,5%, pentru rezidențiale. rețelele electrice de iluminat clădiri și iluminat exterior ± 5%. La calcularea rețelelor, acestea pornesc de la pierderea de tensiune admisibilă.

Luând în considerare experiența în proiectarea și exploatarea rețelelor electrice, se iau următoarele pierderi de tensiune admisibile: pentru joasă tensiune - de la magistralele camerei transformatoarelor la cel mai îndepărtat consumator - 6%, iar această pierdere este distribuită aproximativ după cum urmează : de la stație sau stație de transformare coborâtoare până la intrarea în incintă în funcție de densitatea sarcinii — de la 3,5 la 5%, de la intrare la cel mai îndepărtat utilizator — de la 1 la 2,5%, pentru rețelele de înaltă tensiune în timpul normal operare pe rețele de cablu — 6%, în regim aerian — 8%, în regim de urgență a rețelei în rețele de cablu — 10% și în aer — 12%.

Se crede că liniile trifazate cu trei fire cu o tensiune de 6-10 kV funcționează cu o sarcină uniformă, adică fiecare dintre fazele unei astfel de linii este încărcată uniform. În rețelele de joasă tensiune, din cauza sarcinii de iluminat, poate fi dificil să se realizeze o distribuție uniformă între faze, motiv pentru care acolo se folosește cel mai des un sistem cu 4 fire cu curent trifazat 380/220 V. În acest caz. sistem, motoarele electrice sunt conectate la fire liniare, iar iluminarea este distribuită între firele de linie și neutru. În acest fel, sarcina celor trei faze este egalizată.

La calcul, puteți utiliza atât puterile indicate, cât și valorile curenților care corespund acestor puteri.În linii cu o lungime de câțiva kilometri, care se aplică în special liniilor cu o tensiune de 6-10 kV, este necesar să se țină cont de influența rezistenței inductive a firului asupra pierderii de tensiune în linie.

Pentru calcule, rezistența inductivă a firelor de cupru și aluminiu poate fi presupusă egală cu 0,32-0,44 Ohm/km, iar valoarea inferioară trebuie luată la distanțe mici între fire (500-600 mm) și secțiuni transversale ale firului de peste 95 mm2, și mai mult la distanțe de 1000 mm și mai mult și secțiuni transversale 10-25 mm2.

Pierderea de tensiune în fiecare conductor al unei linii trifazate, ținând cont de rezistența inductivă a conductorilor, se calculează prin formula

unde primul termen din dreapta este componenta activă și al doilea este componenta reactivă a pierderii de tensiune.

Procedura de calcul a pierderii de tensiune a unei linii electrice cu conductori din metale neferoase, ținând cont de rezistența inductivă a conductorilor, este următoarea:

1. Am stabilit valoarea medie a rezistenței inductive pentru sârmă de aluminiu sau oțel-aluminiu la 0,35 Ohm / km.

2. Calculăm sarcinile active și reactive P, Q.

3. Calculați pierderea de tensiune reactivă (inductivă).

4. Pierderea de tensiune activă admisibilă este definită ca diferența dintre pierderea de tensiune de rețea specificată și pierderea de tensiune reactivă:

5. Determinați secțiunea transversală a firului s, mm2

unde γ este reciproca rezistenței specifice ( γ = 1 / ro — conductivitate specifică).

6. Alegem cea mai apropiată valoare standard a lui s și găsim pentru aceasta rezistența activă și inductivă la 1 km de linie (ro, NS).

7. Calculați valoarea actualizată pierdere de tensiune conform formulei.

Valoarea rezultată nu trebuie să depășească pierderea de tensiune admisibilă.Dacă s-a dovedit a fi mai acceptabil, atunci va trebui să luați un fir cu o secțiune mai mare (următoarea) și să îl calculați din nou.

Pentru liniile de curent continuu nu există rezistență inductivă și formulele generale prezentate mai sus sunt simplificate.

Calculul rețelelor NS curent constant de pierdere de tensiune.

Fie ca puterea P, W să fie transmisă de-a lungul unei linii de lungime l, mm, această putere corespunde curentului

unde U este tensiunea nominală, V.

Rezistența firului la ambele capete

unde p este rezistența specifică a conductorului, s este secțiunea transversală a conductorului, mm2.

Pierderea tensiunii de linie

Ultima expresie face posibilă efectuarea unui calcul computațional al pierderii de tensiune într-o linie existentă atunci când sarcina acesteia este cunoscută sau alegerea secțiunii transversale a conductorului pentru o sarcină dată.

Calculul rețelelor de curent alternativ monofazate pentru pierderi de tensiune.

Dacă sarcina este pur activă (iluminat, dispozitive de încălzire etc.), atunci calculul nu diferă de calculul liniei constante de mai sus. Dacă sarcina este mixtă, adică factorul de putere diferă de unitate, atunci formulele de calcul iau forma:

pierderea de tensiune de linie

și secțiunea necesară a conductorului de linie

Pentru o rețea de distribuție cu o tensiune de 0,4 kV, care alimentează liniile de proces și alte receptoare electrice ale întreprinderilor din lemn sau prelucrarea lemnului, se elaborează schema de proiectare a acesteia și se calculează pierderea de tensiune pentru secțiuni individuale. Pentru confortul calculelor în astfel de cazuri, utilizați tabele speciale. Să dăm un exemplu de astfel de tabel, care arată pierderile de tensiune într-o linie aeriană trifazată cu conductori de aluminiu cu o tensiune de 0,4 kV.

Pierderile de tensiune sunt determinate de următoarea formulă:

unde ΔU—pierdere de tensiune, V, ΔSecțiune — valoarea pierderilor relative, % per 1 kW • km, Ma — produsul puterii transmise P (kW) cu lungimea liniei, kW • km.