Gerilim düşümü ağlarının hesaplanması

Elektrik enerjisi tüketicileri, terminalleri verilen elektrik motorunun veya cihazın tasarlandığı voltajla beslendiğinde normal şekilde çalışır. Elektrik tellerden iletildiğinde, voltajın bir kısmı tellerin direnci ile kaybolur ve sonuç olarak hattın sonunda yani tüketicide voltaj hattın başındaki voltajdan daha azdır. .

Tüketici voltajının normale kıyasla düşürülmesi, ister güç ister aydınlatma yükleri için olsun, pantograf çalışmasını etkiler. Bu nedenle, herhangi bir elektrik hattını hesaplarken, voltaj sapmaları izin verilen normları aşmamalıdır, mevcut yükten seçilen ve ısıtma amaçlı ağlar, kural olarak voltaj kaybı ile kontrol edilir.

Voltaj kaybı ΔU, hattın başındaki ve sonundaki (hattın bölümü) voltaj farkı olarak adlandırılır. ΔU'yu nominal gerilime göre göreli birimlerde belirtmek gelenekseldir. Analitik olarak, voltaj kaybı aşağıdaki formülle belirlenir:

burada P - aktif güç, kW, Q - reaktif güç, kvar, ro - hattın direnci, Ohm / km, xo - hattın endüktif direnci, Ohm / km, l - hattın uzunluğu, km, Unom - nominal voltaj , kv .

A-16 A-120 teli ile yapılan havai hatlar için aktif ve endüktif direnç (Ohm/km) değerleri referans tablolarında verilmiştir. 1 km'lik alüminyum (A sınıfı) ve çelik-alüminyum (AC sınıfı) iletkenlerin aktif direnci aşağıdaki formülle de belirlenebilir:

F, alüminyum telin enine kesiti veya AC telin alüminyum kısmının enine kesitidir, mm2 (AC telin çelik kısmının iletkenliği dikkate alınmaz).

PUE'ye (“Elektrik tesisatı kuralları”) göre, elektrik şebekeleri için normalden voltaj sapması ±% 5'ten fazla olmamalıdır, endüstriyel işletmelerin ve kamu binalarının elektrik aydınlatma şebekeleri için - +5 ila -% 2,5, konutlar için elektrik aydınlatma ağları binalar ve dış aydınlatma ± %5. Şebekeleri hesaplarken, izin verilen voltaj kaybından hareket ederler.

Elektrik şebekelerinin tasarımı ve işletilmesindeki deneyim dikkate alınarak, aşağıdaki izin verilen voltaj kayıpları alınır: düşük voltaj için - trafo odasının otobüslerinden en uzak tüketiciye -% 6 ve bu kayıp yaklaşık olarak aşağıdaki gibi dağıtılır : yük yoğunluğuna bağlı olarak istasyondan veya indirici trafo merkezinden bina girişine kadar — %3,5 ila 5, girişten en uzaktaki kullanıcıya — %1 ila 2,5, normal kullanım sırasında yüksek gerilim şebekeleri için kablo ağlarında çalışma — %6, genel giderlerde — %8, acil durum modunda kablo ağlarında — %10 ve havadan — %12.

6-10 kV gerilime sahip üç fazlı üç telli hatların tek tip bir yükle çalıştığına, yani böyle bir hattın fazlarının her birinin eşit olarak yüklendiğine inanılmaktadır. Alçak gerilim şebekelerinde, aydınlatma yükü nedeniyle, fazlar arasında tekdüze bir dağıtım elde etmek zor olabilir, bu nedenle burada en çok 380/220 V üç fazlı akıma sahip 4 telli bir sistem kullanılır. Sistemde elektrik motorları lineer kablolara bağlanır ve aydınlatma hat ve nötr kablolar arasında dağıtılır. Bu şekilde üç fazın yükü eşitlenir.

Hesaplama yaparken hem belirtilen güçleri hem de bu güçlere karşılık gelen akımların değerlerini kullanabilirsiniz.Birkaç kilometre uzunluğundaki hatlarda, özellikle 6-10 kV gerilimi olan hatlar için geçerlidir, telin endüktif direncinin hattaki voltaj kaybı üzerindeki etkisini hesaba katmak gerekir.

Hesaplamalar için bakır ve alüminyum tellerin endüktif direnci 0,32-0,44 Ohm/km olarak kabul edilebilir ve teller arasındaki küçük mesafelerde (500-600 mm) ve telin kesiti 95'in üzerinde ise daha düşük değer alınmalıdır. 1000 mm ve üzeri mesafelerde ve 10-25 mm2 kesitlerde mm2 ve üzeri.

İletkenlerin endüktif direnci dikkate alınarak üç fazlı bir hattın her bir iletkenindeki voltaj kaybı formülle hesaplanır.

sağdaki ilk terim aktif bileşen, ikincisi ise gerilim kaybının reaktif bileşenidir.

İletkenlerin endüktif direncini hesaba katarak, demir dışı metal iletkenlere sahip bir güç hattının voltaj kaybını hesaplama prosedürü aşağıdaki gibidir:

1. Alüminyum veya çelik-alüminyum tel için ortalama endüktif direnç değerini 0,35 Ohm/km olarak ayarladık.

2. Aktif ve reaktif yükleri P, Q hesaplıyoruz.

3. Reaktif (endüktif) gerilim kaybını hesaplayın

4. İzin verilen aktif gerilim kaybı, belirtilen şebeke gerilim kaybı ile reaktif gerilim kaybı arasındaki fark olarak tanımlanır:

5. Telin kesitini belirleyin s, mm2

burada γ Özgül direncin karşılığıdır ( γ = 1 / ro — özgül iletkenlik).

6. s'nin en yakın standart değerini seçiyoruz ve bunun için hattan (ro, NS) 1 km uzaklıktaki aktif ve endüktif direnci buluyoruz.

7. Güncellenen değeri hesaplayın gerilim kaybı formüle göre.

Ortaya çıkan değer, izin verilen voltaj kaybını aşmamalıdır.Daha kabul edilebilir olduğu ortaya çıktıysa, daha büyük (sonraki) bölümü olan bir kablo alıp yeniden hesaplamanız gerekecektir.

DC hatlar için endüktif direnç yoktur ve yukarıda verilen genel formüller basitleştirilmiştir.

Ağların hesaplanması NS sabit akım gerilim kaybı.

P, W gücünün l, mm uzunluğunda bir hat boyunca iletilmesine izin verin, bu güç akıma karşılık gelir

burada U nominal voltajdır, V.

Her iki uçta tel direnci

burada p iletkenin özgül direncidir, s iletkenin enine kesitidir, mm2.

Hat gerilimi kaybı

Son ifade, yükü bilindiğinde mevcut bir hattaki gerilim kaybının hesaplamalı bir hesaplamasını yapmayı veya belirli bir yük için iletkenin enine kesitini seçmeyi mümkün kılar.

Gerilim kayıpları için tek fazlı AC şebekelerinin hesaplanması.

Yük tamamen aktif ise (aydınlatma, ısıtma cihazları vb.), bu durumda hesaplama yukarıdaki sabit hat hesaplamasından farklı değildir. Yük karışıksa, yani güç faktörü birlikten farklıysa, hesaplama formülleri şu şekli alır:

hat voltajı kaybı

ve hat iletkeninin gerekli bölümü

Ahşap veya ağaç işleme işletmelerinin proses hatlarını ve diğer elektrik alıcılarını besleyen 0,4 kV gerilime sahip bir dağıtım ağı için, tasarım şeması çizilir ve ayrı bölümler için voltaj kaybı hesaplanır. Bu gibi durumlarda hesaplama kolaylığı için özel tablolar kullanın. 0,4 kV gerilimli alüminyum iletkenli üç fazlı bir havai hattaki gerilim kayıplarını gösteren böyle bir tabloya örnek verelim.

Gerilim kayıpları aşağıdaki formülle belirlenir:

burada ΔU—voltaj kaybı, V, ΔUkesit — bağıl kayıpların değeri, 1 kW • km başına %, Ma — iletilen gücün P (kW) hat uzunluğu ile çarpımı, kW • km.