допустимые потери напряжения

Допустимые потери напряжения являются обязательной характеристикой воздушной (ВЛ) или кабельной (КЛ) линии. Представим такую картину: вдали от населенного пункта разработали карьер по добыче чего-то, технико-экономические показатели электроснабжения рекомендовали ВЛ-0,4 кВ. Трассу провели — электродвигатели перегреваются, освещение низкого качества. Проведенные электроизмерения зафиксировали пониженное напряжение на вводе.
Чтобы подобного казуса не случилось, для значительно протяженных электротрасс выполняется расчет потерь напряжения. Как правило, электромонтаж трассы производится одним и тем же сечением, и очень важно, чтобы в конце нее были выдержаны допустимые потери напряжения.
Где же происходит потеря недостающих вольт? Провода и кабели обладают активным и индуктивным сопротивлением, естественно, чем они тоньше и больше их протяженность, тем выше и потери. Поэтому для сравнительно большой протяженности и делается расчет.
Рассмотрим несколько типовых вариантов расчета потерь.
1. Трехфазная силовая электросеть с сосредоточенной нагрузкой в конце ВЛ-0,4кВ.
Для примера возьмем все тот же карьер с расчетной активной нагрузкой, допустим, Р=20кВт (Рис.а).%d0%b2%d0%bb1 Сечение без учета индуктивности определяется по следующей формуле: s=100000Pl/σΔU%U2.
s — сечение провода, мм2; P — расчетная мощность (у нас Р=20кВт);
l — длина провода от трансформаторной подстанции до потребителя, м;
σ — удельная проводимость, м/(Ом*мм2), для меди σ=57, для алюминия — 34,5;
ΔU% — допустимая потеря напряжения в процентах от номинального, для силовых сетей потери не должны превышать 5%; U — номинальное линейное напряжение (для нашего карьера U=380В).

Так как ВЛ-0,4 пока еще алюминиевые, для этого материала и проводим вычисления допустимых потерь. Предположим, ВЛ-0,4 вытянута на 400 метров. s=100000*20*400/34,5*5%*3802=32мм2. Получается, алюминий должен быть не менее 32мм2, значит, берем по возрастанию 35мм2.
2. Трехфазная силовая электросеть с распределенной по длине нагрузкой.
К нашей воздушке решил подключиться какой-то объект c P1=5кВт на расстоянии l1=200 метров от ТП (Рис.б).%d0%b2%d0%bb2 Рассчитывать придется по немного измененной формуле:
s=100000(P1l1+P2l2+…)/σΔU%U2;
s=100000(5*200+20*400)/34,5*5*3802=36мм2
.
Ранее выбранное сечение алюминия не соответствует допустимым потерям напряжения сети, надо брать 50мм2. Надеюсь, понимаете, что многоточие в формуле означает подключение других потребителей на других отрезках ВЛ-0,4.
3. Расчет трехфазной электросети с учетом индуктивности.
Этот вариант наиболее трудный. Сначала надо вычислить процент потерь в индуктивном сопротивлении для выбранных 50мм2: ΔUр%=100000Qxl/U2; Q — расчетная реактивная мощность потребителя, кВАр; x — индуктивное сопротивление провода, Ом/км (табл.1); l — длина, км.
В проектных или паспортных данных устанавливаемого электрооборудования всегда указывается Р и cos φ. Допустим, для нашего электрооборудования cos φ=0,9. Можно найти полную мощность S=P/cos φ=20/0,9=22,2кВА.
Q=S*sin φ. Чтобы узнать, чему равен sin φ, придется обратиться к таблице Брадиса. На уроках тригонометрии, наверное, знакомились с этим замечательным произведением. Немного напомню. Для cos φ=0,9 угол составляет 25º. По Брадису находим sin для этого угла — 0,42. Подставляя значение в Q=S*sin φ, получаем: Q=22,2*0,42=9кВАр.
Если не знакомы с таким справочником, применяйте знаменитые «пифагоровы штаны»: квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов — S2=P2+Q2.  Q=√¯(S2-P2).
Теперь находим ΔUр%=100000Qxl/U2;
ΔUр%=100000*9*0,317*0,4/3802=0,79%
. Обратите внимание, l измеряется уже в километрах, x нашли в табл. 1 для провода воздушной линии сечением 50мм2.

                                                          Таблица 1

%d0%be%d0%bc%d0%ba%d0%bc

Далее смотрим, соответствует ли взятое сечение провода допустимой потере напряжения с учетом индуктивности?
Формула опять немного изменяется:
s=100000Pl/σ(ΔU%-ΔUp%)U2;
s=100000*20*400/34,5(5%-0,79%)3802=38мм2
.
ВЛ соответствует допустимым потерям.

4. Допустимые потери напряжения для осветительной электросети.
Допустимые потери напряжения для освещения предприятий и общественных зданий должны быть не выше 2,5%, для жилых помещений и уличного освещения — не более 5%. Вычисление выглядит таким образом: s=P1l1+P2l2+…/сΔU%. В расчеты вклинился новый значок «с». Это коэффициент, зависимый от системы электросети: для алюминия в трехфазной сети с нулевым проводом с=46, для двухпроводной (фаза-ноль) — 7,7. Вместо «ΔU%» подставляем его значение (2,5% или 5%), l считаем метрами. Если делать вычисления для допустимых потерь воздушки, питающей протяженную улицу села, придется с арифметикой долго трудиться: представляете, сколько домов надо перебрать!

допустимые потери напряжения: 8 комментариев

    1. Здравствуйте! Хотелось бы Ваши комментарии читать на русском языке, иначе они останутся без внимания.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Spam protection by WP Captcha-Free