แรงดันไฟตกคืออะไรและสาเหตุของแรงดันไฟตก

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าของสาย

เพื่อทำความเข้าใจว่าการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าคืออะไร ให้พิจารณาแผนภาพเวกเตอร์แรงดันไฟฟ้าของสายไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส (รูปที่ 1) โดยมีโหลดเดียวที่ส่วนท้ายของสาย (รูปที่ 1)I)

สมมติว่าเวกเตอร์ปัจจุบันถูกแยกย่อยออกเป็นองค์ประกอบ Azi และ AzP ในรูป 2 เวกเตอร์แรงดันไฟฟ้าเฟสที่ส่วนท้ายของเส้นถูกวาดเพื่อปรับขนาด U3ph และ AziLing ปัจจุบันในเฟสด้วยมุม φ2

ในการรับเวกเตอร์แรงดันที่จุดเริ่มต้นของเส้น U1φ ตามหลังเวกเตอร์ที่ส่วนท้าย U2ph ให้วาดสามเหลี่ยมแรงดันตกบนเส้น (abc) บนสเกลแรงดัน สำหรับสิ่งนี้ เวกเตอร์ ab เท่ากับผลคูณของกระแสและความต้านทานเชิงแอคทีฟของเส้น (AzR) ตั้งอยู่ขนานกับกระแส และเวกเตอร์ b° C เท่ากับผลคูณของกระแสและความต้านทานเชิงอุปนัยของเส้น ( AzX) ตั้งฉากกับเวกเตอร์ปัจจุบันภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ จุดเชื่อมต่อเส้นตรง O และ c จะสอดคล้องกับขนาดและตำแหน่งในปริภูมิของเวกเตอร์ความเค้นที่จุดเริ่มต้นของเส้น (U1e) เทียบกับเวกเตอร์ความเค้นที่ส่วนท้ายของเส้น (U2e) เมื่อเชื่อมต่อส่วนท้ายของเวกเตอร์ U1f และ U2e เราจะได้เวกเตอร์แรงดันตกของอิมพีแดนซ์เชิงเส้น ac = IZ

ข้าว. 1. แผนผังที่มีการโหลดแบบ end-of-line เพียงครั้งเดียว

ข้าว. 2. แผนภาพเวกเตอร์ของแรงดันไฟฟ้าสำหรับเส้นที่มีโหลดเดียว การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าของสาย

ตกลงที่จะเรียกการสูญเสียแรงดันเป็นความแตกต่างเชิงพีชคณิตระหว่างแรงดันเฟสที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของบรรทัด นั่นคือส่วนโฆษณาหรือส่วนที่เกือบเท่ากัน ac '

แผนภาพเวกเตอร์และความสัมพันธ์ที่ได้รับแสดงให้เห็นว่าการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของเครือข่ายเช่นเดียวกับส่วนประกอบที่ใช้งานและเกิดปฏิกิริยาของกระแสหรือโหลด

เมื่อคำนวณปริมาณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในเครือข่าย จะต้องคำนึงถึงความต้านทานที่ใช้งานอยู่เสมอ และความต้านทานแบบเหนี่ยวนำสามารถละเลยได้ในเครือข่ายแสงสว่างและในเครือข่ายที่มีหน้าตัดสูงถึง 6 มม. 2 และสายเคเบิลสูงถึง 35 มม. 2

การกำหนดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในเครือข่าย

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าสำหรับระบบสามเฟสมักจะระบุเป็นปริมาณเชิงเส้นซึ่งกำหนดโดยสูตร

โดยที่ ล. — ความยาวของส่วนที่สอดคล้องกันของเครือข่าย, กม.

ถ้าเราแทนที่กระแสด้วยกำลัง สูตรจะอยู่ในรูปแบบ:

โดยที่ P. — พลังงานที่ใช้งาน, B- พลังงานปฏิกิริยา, kVar; ล. — ความยาวของส่วน, กม.; Un — แรงดันเครือข่ายเล็กน้อย, kV

เปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของสาย

แรงดันไฟฟ้าตกที่อนุญาต

สำหรับตัวรับพลังงานแต่ละตัว การสูญเสียแรงดันไฟฟ้า... ตัวอย่างเช่น มอเตอร์เหนี่ยวนำมีความทนทานต่อแรงดันไฟฟ้าที่ ± 5% ภายใต้สภาวะปกติซึ่งหมายความว่าหากแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์ไฟฟ้านี้คือ 380 V แรงดันไฟฟ้า U„ พิเศษ = 1.05 Un = 380 x1.05 = 399 V และ U»เพิ่ม = 0.95 Un = 380 x 0.95 = 361 V ควรพิจารณาเป็น ค่าแรงดันไฟฟ้าสูงสุดที่อนุญาต โดยธรรมชาติแล้วแรงดันไฟฟ้าระดับกลางทั้งหมดระหว่างค่า 361 ถึง 399 V จะทำให้ผู้ใช้พึงพอใจและประกอบด้วยโซนหนึ่งที่สามารถเรียกว่าโซนของแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ

เนื่องจากในระหว่างการทำงานขององค์กรมีการเปลี่ยนแปลงโหลดอย่างต่อเนื่อง (พลังงานหรือกระแสที่ไหลผ่านสายไฟในช่วงเวลาหนึ่งของวัน) ดังนั้นการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าต่างๆจะเกิดขึ้นในเครือข่ายซึ่งแตกต่างจากค่าที่สอดคล้องกันสูงสุด ไปที่โหมดการโหลดสูงสุด dUmax ไปจนถึง dUmin ที่เล็กที่สุดที่สอดคล้องกับการโหลดขั้นต่ำของผู้ใช้

ในการคำนวณปริมาณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าเหล่านี้ ให้ใช้สูตร:

จากแผนภาพเวกเตอร์ของแรงดันไฟฟ้า (รูปที่ 2) สามารถรับแรงดันไฟฟ้าที่แท้จริงของเครื่องรับ U2f ได้หากเราลบค่า dUf ออกจากแรงดันไฟฟ้าที่จุดเริ่มต้นของบรรทัด U1f หรือเปลี่ยนเป็นเชิงเส้นเช่น เฟส -แรงดันเฟส เราจะได้ U2 = U1 — dU

การคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

ตัวอย่าง. ผู้บริโภคประกอบด้วยมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสเชื่อมต่อกับบัสของสถานีย่อยหม้อแปลงขององค์กรซึ่งรักษาแรงดันไฟฟ้าคงที่ตลอดทั้งวัน U1 = 400 V.

โหลดของผู้ใช้สูงสุดจะบันทึกไว้ที่เวลา 11.00 น. ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าสูญเสีย dUmax = 57 V หรือ dUmax% = 15% โหลดของผู้บริโภคที่น้อยที่สุดสอดคล้องกับช่วงพักกลางวัน ในขณะที่ dUmin — 15.2 V หรือ dUmin% = 4%

จำเป็นต้องกำหนดแรงดันไฟฟ้าจริงที่ผู้ใช้ในโหมดโหลดสูงสุดและต่ำสุด และตรวจสอบว่าอยู่ในช่วงแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ

ข้าว. 3. แผนภาพศักย์ไฟฟ้าสำหรับสายที่มีโหลดเดียวเพื่อกำหนดการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

คำตอบ. กำหนดค่าแรงดันไฟฟ้าจริง:

U2Max = U1 — dUmax = 400 — 57 = 343 V

U2min = U1 — dUmin = 400 — 15.2 = 384.8V

แรงดันไฟฟ้าที่ต้องการสำหรับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มี Un = 380 V ต้องเป็นไปตามเงื่อนไข:

399 ≥ U2zhel ≥ 361

การแทนที่ค่าความเค้นที่คำนวณได้ลงในความไม่เท่าเทียมกัน เราตรวจสอบให้แน่ใจว่าอัตราส่วน 399> 343> 361 ในโหมดโหลดที่ใหญ่ที่สุดไม่ได้รับการเติมเต็ม และสำหรับการโหลดที่เล็กที่สุด 399> 384.8> 361 จะถูกเติมเต็ม

ทางออก ในโหมดโหลดสูงสุด การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจะสูงมากจนแรงดันไฟฟ้าที่ผู้ใช้ออกจากโซนของแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ (ลดลง) และไม่เป็นที่พอใจของผู้ใช้

ตัวอย่างนี้สามารถแสดงเป็นภาพกราฟิกโดยแผนภาพที่เป็นไปได้ในรูปที่ 3. ในกรณีที่ไม่มีกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าที่ผู้ใช้จะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของบัสจ่าย เนื่องจากแรงดันตกคร่อมเป็นสัดส่วนกับความยาวของสายจ่าย แรงดันเมื่อมีโหลดจะเปลี่ยนไปตามเส้นเป็นเส้นตรงที่ลาดเอียงจากค่า U1 = 400 V เป็นค่า U2Max = 343 V และ U2min = 384.8 V .

ดังที่เห็นได้จากแผนภาพ แรงดันไฟฟ้าที่โหลดสูงสุดได้ออกจากโซนของแรงดันไฟฟ้าที่ต้องการ (จุด B บนกราฟ)

ดังนั้น แม้จะมีแรงดันคงที่บนบัสบาร์ของหม้อแปลงไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงโหลดอย่างกะทันหันสามารถสร้างค่าแรงดันไฟฟ้าที่รับไม่ได้ที่เครื่องรับ

นอกจากนี้ อาจเกิดขึ้นเมื่อโหลดบนเครือข่ายเปลี่ยนจากโหลดสูงสุดในระหว่างวันเป็นโหลดต่ำสุดในตอนกลางคืน ระบบไฟฟ้าเองจะไม่สามารถจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นที่ขั้วหม้อแปลงได้ ในทั้งสองกรณีต้องใช้วิธีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในท้องถิ่นเป็นหลัก

การสูญเสียแรงดันในหม้อแปลง (ในภาพ)