חישוב רשתות ירידת מתח

צרכני אנרגיה חשמלית פועלים כרגיל כאשר המסופים שלהם מסופקים במתח שעבורו מיועד המנוע החשמלי או המכשיר. כאשר החשמל מועבר דרך חוטים, חלק מהמתח אובד על ידי התנגדות החוטים, וכתוצאה מכך, בסוף הקו, כלומר אצל הצרכן, המתח קטן מאשר בתחילת הקו .

הפחתה במתח הצרכן בהשוואה לרגיל משפיעה על פעולת הפנטוגרף, בין אם מדובר בעומסי חשמל או תאורה. לכן, בעת חישוב כל קו מתח, סטיות מתח לא צריכות לחרוג מהנורמות המותרות, רשתות שנבחרו מהעומס הנוכחי ומיועדות לחימום, ככלל, נבדקות על ידי אובדן מתח.

אובדן מתח ΔU נקרא ההבדל במתח בתחילת ובסוף הקו (קטע של הקו). נהוג לציין ΔU ביחידות יחסיות - ביחס למתח הנומינלי. מבחינה אנליטית, אובדן המתח נקבע על ידי הנוסחה:

כאשר P - הספק פעיל, kW, Q - הספק תגובתי, kvar, התנגדות של ro - קו, אוהם / ק"מ, xo - התנגדות השראות של הקו, אוהם / ק"מ, l - אורך הקו, ק"מ, Unom - מתח נומינלי , קילו וולט .

ערכי ההתנגדות הפעילה והאינדוקטיבית (אוהם / ק"מ) עבור קווים עיליים שנעשו עם חוט A-16 A-120 ניתנים בטבלאות הייחוס. ההתנגדות הפעילה של מוליכים של 1 ק"מ מאלומיניום (מחלקה A) ופלדה-אלומיניום (מחלקה AC) יכולה להיקבע גם על ידי הנוסחה:

כאשר F הוא החתך של חוט האלומיניום או החתך של חלק האלומיניום של חוט ה-AC, mm2 (המוליכות של חלק הפלדה של חוט ה-AC אינה נלקחת בחשבון).

על פי PUE ("כללים למתקנים חשמליים"), עבור רשתות חשמל סטיית המתח מהרגיל צריכה להיות לא יותר מ- ± 5%, עבור רשתות תאורה חשמליות של מפעלים תעשייתיים ומבני ציבור - מ-+5 עד - 2.5%, למגורים. רשתות תאורת חשמל מבנים ותאורת חוץ ± 5%. בעת חישוב הרשתות, הם יוצאים מאובדן המתח המותר.

בהתחשב בניסיון בתכנון ותפעול רשתות חשמל, נלקחים הפסדי המתח המותרים הבאים: עבור מתח נמוך - מהאוטובוסים של חדר השנאים לצרכן הרחוק ביותר - 6%, והפסד זה מתחלק בערך כדלקמן : מהתחנה או תחנת המשנאים הנמוכה לכניסה למתחם בהתאם לצפיפות העומס - מ-3.5 עד 5%, מהכניסה למשתמש הרחוק ביותר - מ-1 עד 2.5%, עבור רשתות מתח גבוה בזמן רגיל פעולה ברשתות כבלים - 6%, בתקורה - 8%, במצב חירום של הרשת ברשתות כבלים - 10% ובאוויר - 12%.

הוא האמין כי קווי תלת-פאזי תלת-חוטי עם מתח של 6-10 קילו וולט עובדים עם עומס אחיד, כלומר, כל אחד מהשלבים של קו כזה נטען באופן שווה. ברשתות מתח נמוך, בגלל עומס התאורה, יכול להיות קשה להגיע לפיזור אחיד בין השלבים, ולכן לרוב משתמשים שם במערכת 4 חוטים עם זרם תלת פאזי 380/220 V. בזה מערכת, מנועים חשמליים מחוברים לחוטים ליניאריים, והתאורה מופצת בין חוטים קוויים ונייטרליים. בדרך זו, העומס של שלושת השלבים משתווה.

בעת החישוב, ניתן להשתמש הן בהספקים המצוינים והן בערכי הזרמים התואמים להעצמות אלו. בקווים באורך של מספר קילומטרים, אשר חל במיוחד על קווים במתח של 6-10 קילו וולט, זה יש צורך לקחת בחשבון את השפעת ההתנגדות האינדוקטיבית של החוט על אובדן המתח בקו.

לחישובים, ניתן להניח שההתנגדות האינדוקטיבית של חוטי נחושת ואלומיניום שווה ל-0.32-0.44 אוהם/ק"מ, ויש לקחת את הערך הנמוך במרחקים קטנים בין החוטים (500-600 מ"מ) וחתכים של החוט מעל 95 מ"מ, ועוד במרחקים של 1000 מ"מ ויותר וחתכים 10-25 מ"מ.

אובדן המתח בכל מוליך של קו תלת פאזי, תוך התחשבות בהתנגדות האינדוקטיבית של המוליכים, מחושב על ידי הנוסחה

כאשר האיבר הראשון מימין הוא הרכיב הפעיל והשני הוא המרכיב התגובתי של אובדן המתח.

ההליך לחישוב אובדן המתח של קו מתח עם מוליכים של מתכות לא ברזליות, תוך התחשבות בהתנגדות האינדוקטיבית של המוליכים, הוא כדלקמן:

1. אנו קובעים את הערך הממוצע של התנגדות אינדוקטיבית עבור חוט אלומיניום או פלדה-אלומיניום ל-0.35 אוהם/ק"מ.

2. אנו מחשבים את העומס הפעיל והתגובתי P, Q.

3. חשב את אובדן המתח התגובתי (האינדוקטיבי).

4. אובדן המתח הפעיל המותר מוגדר כהפרש בין אובדן המתח ברשת שצוין לאובדן המתח התגובתי:

5. קבע את החתך של החוט s, mm2

כאשר γ הוא ההדדיות של ההתנגדות הספציפית ( γ = 1 / ro - מוליכות ספציפית).

6. אנו בוחרים את הערך הסטנדרטי הקרוב ביותר של s ומוצאים עבורו את ההתנגדות הפעילה והאינדוקטיבית במרחק של 1 ק"מ מהקו (ro, NS).

7. חשב את הערך המעודכן אובדן מתח לפי הנוסחה.

הערך המתקבל לא יעלה על אובדן המתח המותר.אם התברר שזה מקובל יותר, אז תצטרך לקחת חוט עם קטע גדול יותר (הבא) ולחשב אותו שוב.

עבור קווי DC אין התנגדות אינדוקטיבית והנוסחאות הכלליות שניתנו לעיל מפושטות.

חישוב רשתות NS אובדן מתח זרם קבוע.

תן להספק P, W להיות מועבר לאורך קו באורך l, mm, הספק זה מתאים לזרם

כאשר U הוא המתח הנומינלי, V.

התנגדות חוט בשני הקצוות

כאשר p הוא ההתנגדות הספציפית של המוליך, s הוא חתך המוליך, mm2.

אובדן מתח קו

הביטוי האחרון מאפשר לבצע חישוב חישובי של אובדן המתח בקו קיים כאשר העומס שלו ידוע, או לבחור את חתך המוליך עבור עומס נתון

חישוב רשתות AC חד פאזיות עבור הפסדי מתח.

אם העומס פעיל בלבד (תאורה, מכשירי חימום וכו'), החישוב אינו שונה מחישוב הקו הקבוע לעיל. אם העומס מעורב, כלומר גורם ההספק שונה מאחדות, אז נוסחאות החישוב לובשות את הצורה:

אובדן מתח קו

והקטע הנדרש של מוליך הקו

עבור רשת הפצה עם מתח של 0.4 קילו וולט, המזינה קווי תהליך ומקלטי חשמל אחרים של מפעלי עץ או עיבוד עץ, ערכת התכנון שלה נעשתה ואובדן המתח מחושב עבור חלקים בודדים. לנוחות החישובים במקרים כאלה, השתמש בטבלאות מיוחדות. בוא ניתן דוגמה לטבלה כזו, המציגה את הפסדי המתח בקו עילי תלת פאזי עם מוליכים מאלומיניום במתח של 0.4 קילו וולט.

הפסדי מתח נקבעים על ידי הנוסחה הבאה:

כאשר ΔU - אובדן מתח, V, ΔUsection - ערך הפסדים יחסיים,% לכל 1 קילוואט • ק"מ, Ma - מכפלת ההספק המועבר P (kW) לפי אורך הקו, קילוואט • ק"מ.