การคำนวณเครือข่ายแรงดันตก

ผู้ใช้พลังงานไฟฟ้าจะทำงานตามปกติเมื่อขั้วของพวกเขาได้รับแรงดันไฟฟ้าตามที่มอเตอร์ไฟฟ้าหรืออุปกรณ์ได้รับการออกแบบ เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกส่งผ่านสายไฟ ส่วนหนึ่งของแรงดันไฟฟ้าจะหายไปจากความต้านทานของสายไฟ และเป็นผลให้เมื่อสิ้นสุดสาย นั่นคือที่ผู้บริโภค แรงดันไฟฟ้าจะน้อยกว่าที่จุดเริ่มต้นของสาย .

การลดแรงดันไฟฟ้าของผู้บริโภคเมื่อเทียบกับปกติจะส่งผลต่อการทำงานของเครื่องคัดลอก ไม่ว่าจะเป็นโหลดไฟฟ้าหรือแสงสว่าง ดังนั้นเมื่อคำนวณสายไฟใด ๆ ความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าไม่ควรเกินบรรทัดฐานที่อนุญาต เครือข่ายที่เลือกจากโหลดปัจจุบันและมีไว้เพื่อให้ความร้อนตามกฎแล้วจะถูกตรวจสอบโดยการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

การสูญเสียแรงดัน ΔU เรียกว่าความแตกต่างของแรงดันที่จุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของบรรทัด (ส่วนของบรรทัด) เป็นเรื่องปกติที่จะระบุ ΔU ในหน่วยสัมพัทธ์ — เทียบกับแรงดันไฟปกติ ในการวิเคราะห์ การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดโดยสูตร:

โดยที่ P คือพลังงานที่ใช้งาน, กิโลวัตต์, Q - พลังงานปฏิกิริยา, kvar, ความต้านทานของ ro - เส้น, โอห์ม / กม., xo - ความต้านทานเชิงอุปนัยของเส้น, โอห์ม / กม., ล. - ความยาวของเส้น, กม., Unom - แรงดันไฟฟ้าปกติ , กิโลโวลต์

ค่าความต้านทานแบบแอกทีฟและอุปนัย (โอห์ม / กม.) สำหรับสายเหนือศีรษะที่ทำจากลวด A-16 A-120 แสดงไว้ในตารางอ้างอิง ความต้านทานที่ใช้งานของตัวนำอะลูมิเนียม (คลาส A) 1 กม. และเหล็กอะลูมิเนียม (คลาส AC) สามารถกำหนดได้ด้วยสูตร:

โดยที่ F คือหน้าตัดของลวดอะลูมิเนียมหรือหน้าตัดของส่วนอะลูมิเนียมของสายไฟ AC, mm2 (ไม่คำนึงถึงการนำไฟฟ้าของชิ้นส่วนเหล็กของสายไฟ AC)

ตาม PUE ("กฎสำหรับการติดตั้งไฟฟ้า") สำหรับเครือข่ายไฟฟ้า ความเบี่ยงเบนของแรงดันไฟฟ้าจากปกติไม่ควรเกิน ± 5% สำหรับเครือข่ายไฟฟ้าแสงสว่างขององค์กรอุตสาหกรรมและอาคารสาธารณะ - จาก +5 ถึง — 2.5% สำหรับที่อยู่อาศัย เครือข่ายไฟฟ้าแสงสว่างในอาคารและแสงสว่างภายนอกอาคาร ± 5% เมื่อคำนวณเครือข่ายจะดำเนินการจากการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต

โดยคำนึงถึงประสบการณ์ในการออกแบบและการทำงานของเครือข่ายไฟฟ้า การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตต่อไปนี้จะถูกนำมาใช้: สำหรับแรงดันไฟฟ้าต่ำ - จากบัสของห้องหม้อแปลงไปยังผู้บริโภคที่อยู่ไกลที่สุด - 6% และการสูญเสียนี้จะกระจายโดยประมาณดังนี้ : จากสถานีหรือสถานีย่อยหม้อแปลงแบบ step-down ไปยังทางเข้าสถานที่ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของโหลด - จาก 3.5 ถึง 5% จากทางเข้าไปยังผู้ใช้ที่อยู่ไกลที่สุด - จาก 1 ถึง 2.5% สำหรับเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูงในช่วงปกติ การทำงานบนเครือข่ายเคเบิล — 6% เหนือศีรษะ — 8% ในโหมดฉุกเฉินของเครือข่ายในเครือข่ายเคเบิล — 10% และในอากาศ — 12%

เป็นที่เชื่อกันว่าสายสามสายสามเฟสที่มีแรงดันไฟฟ้า 6-10 kV ทำงานกับโหลดที่สม่ำเสมอนั่นคือแต่ละเฟสของสายดังกล่าวจะถูกโหลดอย่างเท่าเทียมกัน ในเครือข่ายแรงดันต่ำเนื่องจากโหลดแสงอาจเป็นเรื่องยากที่จะได้การกระจายที่สม่ำเสมอระหว่างเฟสซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงใช้ระบบ 4 สายที่มีกระแสสามเฟส 380/220 V บ่อยที่สุด ในนี้ ระบบ มอเตอร์ไฟฟ้าเชื่อมต่อกับสายเส้นตรง และไฟส่องสว่างจะกระจายระหว่างสายเส้นและสายกลาง ด้วยวิธีนี้โหลดของสามเฟสจะเท่ากัน

เมื่อคำนวณคุณสามารถใช้ทั้งกำลังที่ระบุและค่าของกระแสที่สอดคล้องกับกำลังเหล่านี้ ในสายที่มีความยาวหลายกิโลเมตรโดยเฉพาะกับสายที่มีแรงดันไฟฟ้า 6-10 kV คือ จำเป็นต้องคำนึงถึงอิทธิพลของความต้านทานอุปนัยของลวดที่มีต่อการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสาย

สำหรับการคำนวณ ความต้านทานอุปนัยของสายทองแดงและอลูมิเนียมสามารถสันนิษฐานได้เท่ากับ 0.32-0.44 โอห์ม / กม. ​​และค่าที่ต่ำกว่าควรใช้ในระยะห่างเล็กน้อยระหว่างสายไฟ (500-600 มม.) และส่วนตัดขวางของเส้นลวดที่มากกว่า 95 mm2 และอื่น ๆ ที่ระยะทาง 1,000 mm ขึ้นไปและหน้าตัด 10-25 mm2

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในตัวนำแต่ละตัวของสายสามเฟสโดยคำนึงถึงความต้านทานเหนี่ยวนำของตัวนำ คำนวณโดยสูตร

โดยที่เทอมแรกทางด้านขวาคือส่วนประกอบที่ใช้งานอยู่และส่วนที่สองคือส่วนประกอบที่มีปฏิกิริยาของการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

ขั้นตอนการคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าของสายไฟด้วยตัวนำของโลหะที่ไม่ใช่เหล็กโดยคำนึงถึงความต้านทานไฟฟ้าของตัวนำมีดังนี้:

1. เราตั้งค่าค่าเฉลี่ยของความต้านทานไฟฟ้าเหนี่ยวนำสำหรับลวดอะลูมิเนียมหรือเหล็ก-อะลูมิเนียมเป็น 0.35 โอห์ม/กม.

2. เราคำนวณโหลดที่ใช้งานและเกิดปฏิกิริยา P, Q

3. คำนวณการสูญเสียแรงดันปฏิกิริยา (อุปนัย)

4. การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานที่อนุญาตหมายถึงความแตกต่างระหว่างการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าเครือข่ายที่ระบุและการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าปฏิกิริยา:

5. กำหนดส่วนตัดขวางของเส้นลวด s, mm2

โดยที่ γ เป็นส่วนกลับของความต้านทานเฉพาะ ( γ = 1 / ro — ค่าการนำไฟฟ้าจำเพาะ)

6. เราเลือกค่ามาตรฐานที่ใกล้ที่สุดของ s และหาค่าความต้านทานแบบแอคทีฟและอินดักทีฟที่ 1 กม. จากเส้น (ro, NS)

7. คำนวณมูลค่าที่อัปเดต การสูญเสียแรงดันไฟฟ้า ตามสูตร.

ค่าผลลัพธ์ไม่ควรเกินการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาตหากเป็นที่ยอมรับมากขึ้นคุณจะต้องใช้สายที่มีส่วน (ถัดไป) ที่ใหญ่กว่าแล้วคำนวณอีกครั้ง

สำหรับสายไฟฟ้ากระแสตรงไม่มีความต้านทานแบบอุปนัย และสูตรทั่วไปที่ให้ไว้ข้างต้นจะง่ายขึ้น

การคำนวณเครือข่าย NS การสูญเสียแรงดันคงที่ในปัจจุบัน

ให้พลังงาน P, W ถูกส่งไปตามเส้นความยาว l, mm, กำลังนี้สอดคล้องกับกระแส

โดยที่ U คือแรงดันเล็กน้อย V.

ความต้านทานของลวดที่ปลายทั้งสองด้าน

โดยที่ p คือความต้านทานเฉพาะของตัวนำ s คือส่วนตัดขวางของตัวนำ mm2

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าของสาย

นิพจน์สุดท้ายทำให้สามารถคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายที่มีอยู่เมื่อทราบโหลด หรือเลือกส่วนตัดขวางของตัวนำสำหรับโหลดที่กำหนด

การคำนวณเครือข่าย AC เฟสเดียวสำหรับการสูญเสียแรงดันไฟฟ้า

หากโหลดทำงานอย่างเดียว (แสงสว่าง อุปกรณ์ทำความร้อน ฯลฯ) การคำนวณจะไม่แตกต่างจากการคำนวณเส้นคงที่ข้างต้น หากโหลดผสมกัน เช่น ตัวประกอบกำลังแตกต่างจากความสามัคคี สูตรการคำนวณจะอยู่ในรูปแบบ:

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าของสาย

และส่วนที่จำเป็นของตัวนำสาย

สำหรับเครือข่ายการจ่ายไฟที่มีแรงดันไฟฟ้า 0.4 kV ซึ่งป้อนให้กับสายการผลิตและเครื่องรับไฟฟ้าอื่นๆ ของธุรกิจไม้หรืองานไม้ โครงร่างการออกแบบจะถูกร่างขึ้นและคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าสำหรับแต่ละส่วน เพื่อความสะดวกในการคำนวณในกรณีดังกล่าวให้ใช้ตารางพิเศษ ลองยกตัวอย่างตารางดังกล่าวซึ่งแสดงการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าในสายโสหุ้ยสามเฟสพร้อมตัวนำอลูมิเนียมที่มีแรงดันไฟฟ้า 0.4 kV

การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าถูกกำหนดโดยสูตรต่อไปนี้:

โดยที่ ΔU—แรงดันสูญเสีย, V, Δการใช้งาน — ค่าของการสูญเสียสัมพัทธ์,% ต่อ 1 กิโลวัตต์ • กม., Ma — ผลคูณของกำลังส่ง P (กิโลวัตต์) ตามความยาวของเส้น, กิโลวัตต์ • กม.