Càlcul de xarxes de caiguda de tensió

Els consumidors d'energia elèctrica funcionen amb normalitat quan els seus terminals reben la tensió per a la qual està dissenyat el motor o dispositiu elèctric donat. Quan l'electricitat es transmet a través de cables, part de la tensió es perd per la resistència dels cables i, com a resultat, al final de la línia, és a dir, al consumidor, la tensió és menor que a l'inici de la línia. .

Una reducció de la tensió del consumidor en comparació amb la normal afecta el funcionament del pantògraf, tant si es tracta de càrregues d'alimentació com d'il·luminació. Per tant, en calcular qualsevol línia elèctrica, les desviacions de tensió no haurien de superar les normes permeses, les xarxes seleccionades a partir de la càrrega actual i destinades a la calefacció, per regla general, es comproven per pèrdua de tensió.

Pèrdua de tensió ΔU anomenada diferència de tensió al principi i al final de la línia (secció de la línia). És habitual especificar ΔU en unitats relatives, en relació amb la tensió nominal. Analíticament, la pèrdua de tensió es determina per la fórmula:

on P — potència activa, kW, Q — potència reactiva, kvar, resistència de la línia ro ​​, Ohm / km, xo — resistència inductiva de la línia, Ohm / km, l — Longitud de la línia, km, Unom — tensió nominal , kV .

Els valors de resistència activa i inductiva (Ohm/km) per a línies aèries fetes amb cable A-16 A-120 es donen a les taules de referència. La resistència activa d'1 km de conductors d'alumini (classe A) i acer-alumini (classe AC) també es pot determinar mitjançant la fórmula:

on F és la secció transversal del cable d'alumini o la secció transversal de la part d'alumini del cable de CA, mm2 (no es té en compte la conductivitat de la part d'acer del cable de CA).

Segons PUE («Normes per a instal·lacions elèctriques»), per a les xarxes elèctriques, la desviació de la tensió de la normal no hauria de ser superior a ± 5%, per a xarxes d'il·luminació elèctrica d'empreses industrials i edificis públics - de +5 a - 2,5%, per a residencials. il·luminació elèctrica xarxes edificis i enllumenat exterior ± 5%. En calcular les xarxes, procedeixen de la pèrdua de tensió admissible.

Tenint en compte l'experiència en el disseny i el funcionament de xarxes elèctriques, es prenen les pèrdues de tensió permeses següents: per a baixa tensió - des dels busos de la sala de transformació fins al consumidor més llunyà - 6%, i aquesta pèrdua es distribueix aproximadament de la següent manera : des de l'estació o subestació transformadora reductora fins a l'entrada del local en funció de la densitat de càrrega — del 3,5 al 5%, des de l'entrada fins a l'usuari més llunyà — de l'1 al 2,5%, per a xarxes d'alta tensió durant la normalitat operació en xarxes de cable — 6%, en despeses generals — 8%, en mode d'emergència de la xarxa en xarxes de cable — 10% i aèria — 12%.

Es creu que les línies trifàsiques de tres fils amb una tensió de 6-10 kV funcionen amb una càrrega uniforme, és a dir, cadascuna de les fases d'aquesta línia es carrega uniformement. A les xarxes de baixa tensió, a causa de la càrrega d'il·luminació, pot ser difícil aconseguir una distribució uniforme entre les fases, per això s'utilitza més sovint un sistema de 4 fils amb corrent trifàsica de 380/220 V. sistema, els motors elèctrics estan connectats a cables lineals i la il·luminació es distribueix entre cables de línia i neutre. D'aquesta manera, s'igualitza la càrrega de les tres fases.

En calcular, podeu utilitzar tant les potències indicades com els valors dels corrents que corresponen a aquestes potències En línies amb una longitud de diversos quilòmetres, que s'aplica especialment a línies amb una tensió de 6-10 kV, és Cal tenir en compte la influència de la resistència inductiva del cable sobre la pèrdua de tensió a la línia.

Per als càlculs, es pot suposar que la resistència inductiva dels cables de coure i alumini és igual a 0,32-0,44 Ohm / km, i el valor inferior s'ha de prendre a petites distàncies entre els cables (500-600 mm) i les seccions transversals del cable superiors a 95 mm2, i més a distàncies de 1000 mm i més i seccions transversals 10-25 mm2.

La pèrdua de tensió en cada conductor d'una línia trifàsica, tenint en compte la resistència inductiva dels conductors, es calcula mitjançant la fórmula

on el primer terme de la dreta és el component actiu i el segon és el component reactiu de la pèrdua de tensió.

El procediment per calcular la pèrdua de tensió d'una línia elèctrica amb conductors de metalls no fèrrics, tenint en compte la resistència inductiva dels conductors, és el següent:

1. Fixem el valor mitjà de la resistència inductiva per a filferro d'alumini o d'acer-alumini a 0,35 ohms/km.

2. Calculem les càrregues actives i reactives P, Q.

3. Calcula la pèrdua de tensió reactiva (inductiva).

4. La pèrdua de tensió activa admissible es defineix com la diferència entre la pèrdua de tensió de xarxa especificada i la pèrdua de tensió reactiva:

5. Determineu la secció transversal del fil s, mm2

on γ és el recíproc de la resistència específica ( γ = 1 / ro — conductivitat específica).

6. Escollim el valor estàndard més proper de s i trobem per a aquest la resistència activa i inductiva a 1 km de la línia (ro, NS).

7. Calcula el valor actualitzat pèrdua de tensió segons la fórmula.

El valor resultant no ha de superar la pèrdua de tensió permesa.Si va resultar més acceptable, haureu d'agafar un cable amb una secció més gran (següent) i tornar-lo a calcular.

Per a les línies de corrent continu no hi ha resistència inductiva i es simplifiquen les fórmules generals anteriors.

Càlcul de xarxes NS pèrdues de tensió de corrent constant.

Sigui transmesa la potència P, W per una línia de longitud l, mm, aquesta potència correspon al corrent

on U és la tensió nominal, V.

Resistència del cable als dos extrems

on p és la resistència específica del conductor, s és la secció transversal del conductor, mm2.

Pèrdua de tensió de línia

L'última expressió permet fer un càlcul computacional de la pèrdua de tensió en una línia existent quan se'n coneix la càrrega, o triar la secció transversal del conductor per a una càrrega determinada.

Càlcul de xarxes de CA monofàsiques per pèrdues de tensió.

Si la càrrega és purament activa (il·luminació, dispositius de calefacció, etc.), el càlcul no difereix del càlcul de línia constant anterior. Si la càrrega es barreja, és a dir, el factor de potència difereix de la unitat, les fórmules de càlcul prenen la forma:

pèrdua de tensió de línia

i la secció requerida del conductor de línia

Per a una xarxa de distribució amb una tensió de 0,4 kV, que alimenta línies de procés i altres receptors elèctrics d'empreses de fusta o de fusteria, s'elabora el seu esquema de disseny i es calcula la pèrdua de tensió per a seccions individuals. Per a la comoditat dels càlculs en aquests casos, utilitzeu taules especials. Donem un exemple d'aquesta taula, que mostra les pèrdues de tensió en una línia aèria trifàsica amb conductors d'alumini amb una tensió de 0,4 kV.

Les pèrdues de tensió es determinen per la fórmula següent:

on ΔU—pèrdua de tensió, V, ΔSecció—valor de les pèrdues relatives,% per 1 kW • km, Ma — el producte de la potència transmesa P (kW) per la longitud de la línia, kW • km.