Меню

Потери напряжения для наружных сетей

Расчет сетей по потерям напряжения

Расчет сетей по потерям напряжения Потребители электрической энергии работают нормально, когда на их зажимы подается то напряжение, на которое рассчитаны данный электродвигатель или устройство. При передаче электроэнергии по проводам часть напряжения теряется на сопротивление проводов и в результате в конце линии, т. е. у потребителя, напряжение получается меньшим, чем в начале линии.

Понижение напряжения у потребителя по сравнению с нормальным сказывается на работе токоприемника, будь то силовая или осветительная нагрузка. Поэтому при расчете любой линии электропередачи отклонения напряжений не должны превышать допустимых норм, сети, выбранные по току нагрузки и рассчитанные на нагрев, как правило, проверяют по потере напряжения.

Потерей напряжения Δ U называют разность напряжений в начале и конце линии (участка линии) . ΔU принято определять в относительных единицах — по отношению к номинальному напряжению. Аналитически потеря напряжения определена формулой:

где P — активная мощность, кВт, Q — реактивная мощность, квар, ro — активное сопротивление линии, Ом/км, xo — индуктивное сопротивление линии, Ом/км, l — длина линии, км, U ном — номинальное напряжение, кВ.

Значения активного и индуктивного сопротивлений (Ом/км) для воздушных линий, выполненных проводом марки А-16 А-120 даны в справочных таблицах. Активное сопротивление 1 км алюминиевых (марки А) и сталеалюминевых (марки АС) проводников можно определить также по формуле:

где F — поперечное сечение алюминиевого провода или сечение алюминиевой части провода АС, мм 2 (проводимость стальной части провода АС не учитывают).

Согласно ПУЭ («Правилам устройства электроустановок»), для силовых сетей отклонение напряжения от нормального должно составлять не более ± 5 %, для сетей электрического освещения промышленных предприятий и общественных зданий — от +5 до — 2,5%, для сетей электрического освещения жилых зданий и наружного освещения ±5%. При расчете сетей исходят из допустимой потери напряжений.

Учитывая опыт проектирования и эксплуатации электрических сетей, принимают следующие допустимые величины потери напряжений: для низкого напряжения — от шин трансформаторного помещения до наиболее удаленного потребителя — 6%, причем эта потеря распределяется примерно следующим образом: от станции или понизительной трансформаторной подстанции и до ввода в помещение в зависимости от плотности нагрузки — от 3,5 до 5 %, от ввода до наиболее удаленного потребителя — от 1 до 2,5%, для сетей высокого напряжения при нормальном режиме работы в кабельных сетях — 6%, в воздушных— 8%, при аварийном режиме сети в кабельных сетях – 10 % и в воздушных— 12 %.

Читайте также:  Зависимость напряжения аккумулятора от его зарядки

Считают, что трехфазные трехпроводные линии напряжением 6—10 кВ работают с равномерной нагрузкой, т. е что каждая из фаз такой линии нагружена равномерно. В сетях низкого напряжения из-за осветительной нагрузки добиться равномерного ее распределения между фазами бывает трудно, поэтому там чаще всего применяют 4-проводную систему трехфазного тока 380/220 В. При данной системе электродвигатели присоединяют к линейным проводам, а освещение распределяется между линейными и нулевым проводами. Таким путем уравнивают нагрузку на все три фазы.

При расчете можно пользоваться как заданными мощностями, так и величинами токов, которые соответствуют этим мощностям. В линиях, которые имеют протяженность в несколько километров, что, в частности, относится к линиям напряжением 6—10 кВ, приходится учитывать влияние индуктивного сопротивления провода на потерю напряжения в линии.

Для подсчетов индуктивное сопротивление медных и алюминиевых проводов можно принять равным 0,32—0,44 Ом/км, причем меньшее значение следует брать при малых расстояниях между проводами (500—600 мм) и сечениях провода выше 95 мм2, а большее — при расстояниях 1000 мм и выше и сечениях 10—25 мм2.

Потеря напряжения в каждом проводе трехфазной линии с учетом индуктивного сопротивления проводов подсчитывается по формуле

где первый член в правой части представляет собой активную, а второй — реактивную составляющую потери напряжения.

Порядок расчета линии электропередачи на потерю напряжения с проводами из цветных металлов с учетом индуктивного сопротивления проводов следующий:

1. Задаемся средним значением индуктивного сопротивления для алюминиевого или сталеалюминевого провода в 0,35 Ом/км.

2. Рассчитываем активную и реактивную нагрузки P, Q.

3. Подсчитываем реактивную (индуктивную) потерю напряжения

4. Допустимая активная потеря напряжения определяется как разность между заданной потерей линейного напряжения и реактивной:

5. Определяем сечение провода s, мм2

где γ — величина, обратная удельному сопротивлению ( γ = 1/ro — удельная проводимость).

6. Подбираем ближайшее стандартное значение s и находим для него по справочной таблице активное и индуктивное сопротивления на 1 км линии ( ro, хо ).

Читайте также:  Испытательное напряжение для кабелей гост

7. Подсчитываем уточненную величину потери напряжения по формуле.

Полученная величина не должна быть больше допустимой потери напряжения. Если же она оказалась больше допустимой, то придется взять провод большего (следующего) сечения и произвести расчет повторно.

Для линий постоянного тока индуктивное сопротивление отсутствует и общие формулы, приведенные выше, упрощаются.

Расчет сетей п остоянного тока по потерям напряжения.

Пусть мощность P, Вт, надо передать по линии длиной l, мм, этой мощности соответствует ток

где U — номинальное напряжение, В.

Сопротивление провода линии в оба конца

где р — удельное сопротивление провода, s — сечение провода, мм2.

Потеря напряжения на линии

Последнее выражение дает возможность произвести проверочный расчет потери напряжения в уже существующей линии, когда известна ее нагрузка, или выбрать сечение провода по заданной нагрузке

Расчет сетей однофазного переменного тока по потерям напряжения.

Если нагрузка чисто активная (освещение, нагревательные приборы и т. п.), то расчет ничем не отличается от приведенного расчета линии постоянного тока. Если же нагрузка смешанная, т. е. коэффициент мощности отличается от единицы, то расчетные формулы принимают вид:

потери напряжения в линии

а необходимое сечение провода линии

Для распределительной сети 0,4 кВ, питающей технологические линии и другие электроприемники лесопромышленных или деревообрабатывающих предприятий, составляют ее расчетную схему и расчет потери напряжения ведут по отдельным участкам. Для удобства расчетов в таких случаях пользуются специальными таблицами. Приведем пример такой таблицы, где приведены потери напряжения в трехфазной ВЛ с алюминиевыми проводами напряжением 0,4 кВ.

Потери напряжения определены следующей формулой:

где Δ U — потеря напряжения, В, Δ U табл — значение относительных потерь, % на 1 кВт•км, Ма — произведение передаваемой мощности Р (кВт) на длину линии, кВт•км.

Источник



Расчет потери напряжения в сети наружного освещения

Дата11 мая 2013 Авторk-igor

На форуме подняли вопрос о расчете потери напряжения в линии наружного освещения. Сегодня рассмотрим, как посчитать потери в сети наружного освещения дороги, а главное представлю свою очередную программу, которая позволит быстро выполнить этот расчет.

Стоит задача выбрать кабель для сети наружного освещения автомобильной дороги. Опоры со светильниками расставлены, мощность и тип светильников выбрали. Осталось подобрать нужное сечение кабеля.

Читайте также:  Как найти напряжение через напряженность электрического поля

Зная общее число светильников и мощность ламп можно посчитать суммарный потребляемый ток всеми лампами наружного освещения. По этому току и выбираем предварительное сечение кабеля. Но одного этого условия не достаточно для правильного выбора кабеля.

Обязательным условием является проверка кабеля по потере напряжения.

Физический смысл расчета потери напряжения.

Рассчитать потери напряжения можно таким же образом как описано в статье по расчету потери напряжения воздушной линии.

Потери напряжения в сети наружного освещения

Потери напряжения в сети наружного освещения

Чтобы правильно выбрать кабель, необходимо посчитать потери на каждом участке, как показано на картинке. Самые большие будут потери на первом участке – от точки подключения до первой опоры освещения, т.к. на этом участке будет самый большой ток. С каждым участком ток будет уменьшаться и соответственно потери напряжения будут уменьшаться по участкам. Это не значит, что чем дальше, тем потери будут меньше. Имейте ввиду, что минимальное напряжение будет на последнем фонаре освещения.

Расчет потери напряжения в сети освещения при помощи программы.

Есть специальные программы для проектирования наружного освещения. Возможно они позволяют это сделать… но они денег стоят и не каждый может себе это позволить. Совершенно бесплатно можно скачать мою очередную программу для расчета потери напряжения в сети освещения.

Программа очень простая и не требует установки.

Фрагмент программы для расчета потери напряжения в сети наружного освещения

Для расчета необходимо указать следующие параметры:

  • I0 — расчетный ток до первой опоры освещения. Например, 30 светильников по 0,25кВт, т.е 10 светильников на одну фазу. I0=13,4А;
  • I (N) — расчетный ток одной опоры I (N). Несмотря на то, что светильники однофазные, I (N) у нас трехфазный ток в зависимости от мощности одного светильника (или пары светильников на одной опоре). В нашем случае получим I (N)=0,45А;
  • L0 — длина кабеля до первой опоры;
  • — расстояние между опорами;
  • сечение кабеля, коэффициент мощности, количество опор освещения;

Единственное условие – светильники освещения должны быть одинаковой мощности и расположены равномерно.

Все программы для проектирования электроснабжения смотрите на странице: МОИ ПРОГРАММЫ.

Источник