Hva er spenningstap og årsakene til spenningstap

Tap av linjespenning

For å forstå hva spenningstap er, bør du vurdere spenningsvektordiagrammet til en trefaset vekselstrømslinje (fig. 1) med en enkelt belastning ved enden av linjen (fig. 1)I).

Anta at den nåværende vektoren dekomponeres i komponentene Azi og AzP. I fig. 2 er fasespenningsvektorene ved enden av linjen tegnet i skala U3ph og strøm AziLing i fase med en vinkel φ2.

For å få spenningsvektoren på begynnelsen av linjen U1φ følger vektoren på slutten U2ph, tegn linjen spenningsfalltrekanten (abc) på spenningsskalaen. For dette er vektoren ab, lik produktet av strøm og aktiv motstand til linjen (AzR), plassert parallelt med strømmen, og vektoren b° C, lik produktet av strøm og induktiv motstand til linjen ( AzX), er vinkelrett på gjeldende vektor .Under disse forholdene tilsvarer den rette linjen som forbinder punktene O og c størrelsen og posisjonen i rommet til spenningsvektoren ved begynnelsen av linjen (U1e) i forhold til spenningsvektoren på slutten av linjen (U2e). Ved å koble sammen endene av vektorene U1f og U2e, får vi spenningsfallvektoren til den lineære impedansen ac = IZ.

Ris. 1. Skjematisk med en enkelt end-of-line belastning

Ris. 2. Vektordiagram av spenninger for en linje med en enkelt last. Tap av linjespenning.

Enig å kalle spenningstap den algebraiske forskjellen mellom fasespenningene på begynnelsen og slutten av linjen, det vil si segment ad eller nesten lik segment ac '.

Vektordiagrammet og forholdene avledet fra det viser at spenningstapet avhenger av parametrene til nettverket, så vel som av de aktive og reaktive komponentene til strømmen eller lasten.

Ved beregning av mengden spenningstap i nettet skal det alltid tas hensyn til den aktive motstanden, og den induktive motstanden kan neglisjeres i belysningsnettverk og i nett laget med tverrsnitt inntil 6 mm2 og kabler inntil 35 mm2.

Bestemmelse av spenningstap i nettet

Spenningstapet for et trefasesystem er vanligvis indikert for lineære mengder, som bestemmes av formelen

hvor l — lengden på den tilsvarende delen av nettet, km.

Hvis vi erstatter strøm med kraft, vil formelen ha formen:

hvor P. — aktiv effekt, B- reaktiv effekt, kVar; l — strekningens lengde, km; Un — nominell nettverksspenning, kV.

Endring i nettspenning

Tillatt spenningsfall

For hver strømmottaker et visst spenningstap... For eksempel har induksjonsmotorer en spenningstoleranse på ± 5 % under normale forhold.Dette betyr at hvis den nominelle spenningen til denne elektriske motoren er 380 V, så bør spenningen U„extra = 1,05 Un = 380 x1,05 = 399 V og U»add = 0,95 Un = 380 x 0,95 = 361 V betraktes som maksimalt tillatte spenningsverdier. Naturligvis vil alle mellomspenninger mellom verdiene 361 og 399 V også tilfredsstille brukeren og utgjøre en viss sone som kan kalles sonen med ønskede spenninger.

Siden det under driften av virksomheten er en konstant endring i belastningen (kraft eller strøm som strømmer gjennom ledningene på et bestemt tidspunkt på dagen), vil det oppstå forskjellige spenningstap i nettverket, varierende fra de høyeste tilsvarende verdiene til maksimal belastningsmodus dUmax, til minste dUmin som tilsvarer minimumsbelastningen til brukeren.

For å beregne mengden av disse spenningstapene, bruk formelen:

Fra vektordiagrammet for spenninger (fig. 2) følger det at den faktiske spenningen til mottakeren U2f kan oppnås hvis vi trekker verdien dUf fra spenningen i begynnelsen av linjen U1f, eller, bytter til en lineær, dvs. fase -til-fase spenning, får vi U2 = U1 — dU

Beregning av spenningstap

Et eksempel. Forbrukeren, som består av asynkrone motorer, er koblet til bussene til transformatorstasjonen til bedriften, som opprettholder en konstant spenning gjennom hele dagen U1 = 400 V.

Høyeste brukerbelastning noteres klokken 11, mens spenningstapet dUmax = 57 V, eller dUmax% = 15%. Den minste forbrukerbelastningen tilsvarer lunsjpausen, mens dUmin — 15,2 V, eller dUmin% = 4%.

Det er nødvendig å bestemme den faktiske spenningen hos brukeren i høyeste og laveste belastningsmodus og kontrollere at den er innenfor ønsket spenningsområde.

Ris. 3. Potensialdiagram for en linje med en enkelt last for å bestemme spenningstapet

Svar. Bestem de faktiske spenningsverdiene:

U2Max = U1 — dUmax = 400 — 57 = 343 V

U2min = U1 — dUmin = 400 — 15,2 = 384,8V

Ønsket spenning for asynkronmotorer med Un = 380 V må oppfylle betingelsen:

399 ≥ U2zhel ≥ 361

Ved å erstatte de beregnede spenningsverdiene med ulikheten, sørger vi for at forholdet 399> 343> 361 ikke er oppfylt for den største belastningsmodusen, og for de minste belastningene er 399> 384,8> 361 oppfylt.

Exit. I modusen med størst belastning er spenningstapet så stort at spenningen hos brukeren går ut av sonen med de ønskede spenningene (nedgang) og ikke tilfredsstiller brukeren.

Dette eksemplet kan illustreres grafisk ved potensialdiagrammet i fig. 3. I fravær av strøm vil spenningen hos brukeren være numerisk lik spenningen til forsyningsbussene. Siden spenningsfallet er proporsjonalt med lengden på tilførselsledningen, endres spenningen i nærvær av en last langs linjen i en skrånende rett linje fra verdien U1 = 400 V til verdien U2Max = 343 V og U2min = 384,8 V .

Som det fremgår av diagrammet, har spenningen ved høyeste belastning forlatt sonen med ønskede spenninger (punkt B på grafen).

Således, selv med konstant spenning på forsyningstransformatorens samleskinnene, kan plutselige endringer i lasten skape en uakseptabel spenningsverdi på mottakeren.

I tillegg kan det skje at når belastningen på nettet endres fra den høyeste belastningen på dagtid til den laveste belastningen om natten, vil ikke kraftsystemet selv kunne gi nødvendig spenning på transformatorterminalene. I begge tilfeller må man ty til lokal, hovedsakelig spenningsendring.

Tap av spenning i transformatoren (på bilder)