Co to jest zanik napięcia i przyczyny zaniku napięcia

Utrata napięcia sieciowego

Aby zrozumieć, czym jest strata napięcia, rozważmy schemat wektora napięcia trójfazowej linii prądu przemiennego (ryc. 1) z pojedynczym obciążeniem na końcu linii (ryc. 1)I).

Załóżmy, że bieżący wektor rozkłada się na składowe Azi i AzP. na ryc. 2 wektory napięcia fazowego na końcu linii są rysowane w skali U3ph i prądu AziLing w fazie o kąt φ2.

Aby wektor napięcia na początku linii U1φ podążał za wektorem na końcu linii U2ph, narysuj trójkąt spadku napięcia linii (abc) na skali napięcia. W tym celu wektor ab, równy iloczynowi prądu i rezystancji czynnej linii (AzR), znajduje się równolegle do prądu, a wektor b° C, równy iloczynowi prądu i rezystancji indukcyjnej linii ( AzX), jest prostopadła do wektora prądu .W tych warunkach linia prosta łącząca punkty O i c odpowiada wielkości i położeniu w przestrzeni wektora naprężeń na początku linii (U1e) względem wektora naprężeń na końcu linii (U2e). Łącząc końce wektorów U1f i U2e, otrzymujemy wektor spadku napięcia impedancji liniowej ac = IZ.

Ryż. 1. Schemat z pojedynczym obciążeniem końca linii

Ryż. 2. Wektorowy wykres napięć dla linii z pojedynczym obciążeniem. Utrata napięcia sieciowego.

Zgódź się nazwać stratę napięcia algebraiczną różnicą między napięciami fazowymi na początku i na końcu linii, czyli segmentem ad lub prawie równym odcinkiem ac'.

Wykres wektorowy i wyprowadzone z niego zależności pokazują, że strata napięcia zależy od parametrów sieci, a także od składowej czynnej i biernej prądu lub obciążenia.

Przy obliczaniu wielkości strat napięcia w sieci należy zawsze uwzględniać rezystancję czynną, a rezystancję indukcyjną można pominąć w sieciach oświetleniowych oraz w sieciach wykonanych o przekrojach do 6 mm2 i kablach do 35 mm2.

Wyznaczanie strat napięcia w sieci

Strata napięcia dla układu trójfazowego jest zwykle wskazywana dla wielkości liniowych, które są określone wzorem

gdzie l — długość odpowiedniego odcinka sieci, km.

Jeśli zastąpimy prąd mocą, wzór przyjmie postać:

gdzie P. — moc czynna, B- moc bierna, kVar; l — długość odcinka, km; Un — napięcie znamionowe sieci, kV.

Zmiana napięcia sieciowego

Dopuszczalny spadek napięcia

Dla każdego odbiornika energii pewna strata napięcia... Na przykład silniki indukcyjne mają tolerancję napięcia ± 5% w normalnych warunkach.Oznacza to, że jeśli napięcie znamionowe tego silnika elektrycznego wynosi 380 V, to napięcie U„extra = 1,05 Un = 380 x 1,05 = 399 V oraz U”add = 0,95 Un = 380 x 0,95 = 361 V należy przyjąć jako maksymalne dopuszczalne wartości napięcia. Oczywiście wszystkie napięcia pośrednie pomiędzy wartościami 361 a 399 V również zadowolą użytkownika i będą stanowić pewną strefę, którą można nazwać strefą pożądanych napięć.

Ponieważ podczas działania przedsiębiorstwa następuje ciągła zmiana obciążenia (moc lub prąd przepływający przez przewody o określonej porze dnia), wówczas w sieci wystąpią różne straty napięcia, różniące się od najwyższych odpowiednich wartości do maksymalnego trybu obciążenia dUmax, do najmniejszego dUmin odpowiadającego minimalnemu obciążeniu użytkownika.

Aby obliczyć wielkość tych strat napięcia, użyj wzoru:

Z wektorowego wykresu napięć (rys. 2) wynika, że ​​rzeczywiste napięcie odbiornika U2f można uzyskać, jeśli od napięcia na początku linii U1f odejmiemy wartość dUf lub przełączając na liniową, tj. fazę -napięcie międzyfazowe, otrzymujemy U2 = U1 — dU

Obliczanie strat napięciowych

Przykład. Konsument, składający się z silników asynchronicznych, jest podłączony do szyn podstacji transformatorowej przedsiębiorstwa, które utrzymują stałe napięcie przez cały dzień U1 = 400 V.

Największe obciążenie użytkownika notuje się o godzinie 11:00, natomiast spadek napięcia dUmax = 57 V, czyli dUmax% = 15%. Najmniejsze obciążenie odbiornika odpowiada przerwie obiadowej, podczas gdy dUmin — 15,2 V, czyli dUmin% = 4%.

Konieczne jest określenie rzeczywistego napięcia u użytkownika w trybie największego i najniższego obciążenia oraz sprawdzenie, czy mieści się ono w żądanym zakresie napięć.

Ryż. 3. Schemat potencjałów linii z pojedynczym obciążeniem do określenia strat napięcia

Odpowiedź. Określ rzeczywiste wartości napięcia:

U2Maks. = U1 — dUmaks. = 400 — 57 = 343 V

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

Pożądane napięcie dla silników asynchronicznych o Un=380 V musi spełniać warunek:

399 ≥ U2zhel ≥ 361

Podstawiając obliczone wartości naprężeń do nierówności, upewniamy się, że dla największego trybu obciążenia nie jest spełniony stosunek 399> 343> 361, a dla najmniejszych obciążeń 399> 384,8> 361 jest spełniony.

Wyjście. W trybie największych obciążeń spadek napięcia jest tak duży, że napięcie u użytkownika wychodzi poza strefę zadanych napięć (spadek) i nie satysfakcjonuje użytkownika.

Ten przykład można zilustrować graficznie za pomocą diagramu potencjałów na ryc. 3. W przypadku braku prądu napięcie u użytkownika będzie liczbowo równe napięciu szyn zasilających. Ponieważ spadek napięcia jest proporcjonalny do długości linii zasilającej, napięcie w obecności obciążenia zmienia się wzdłuż linii w linii prostej nachylonej od wartości U1 = 400 V do wartości U2Max = 343 V i U2min = 384,8 V .

Jak widać na wykresie, napięcie przy największym obciążeniu opuściło strefę pożądanych napięć (punkt B na wykresie).

Tym samym, nawet przy stałym napięciu na szynach transformatora zasilającego, nagłe zmiany obciążenia mogą spowodować powstanie niedopuszczalnej wartości napięcia na odbiorniku.

Dodatkowo może się zdarzyć, że przy zmianie obciążenia sieci z największego obciążenia w ciągu dnia do najmniejszego obciążenia w nocy, sam system elektroenergetyczny nie będzie w stanie zapewnić niezbędnego napięcia na zaciskach transformatora. W obu przypadkach należy zastosować środki lokalnej, głównie zmiany napięcia.

Zanik napięcia w transformatorze (na zdjęciach)