Wat is spanningsverlies en de oorzaken van spanningsverlies

Verlies van netspanning

Om te begrijpen wat spanningsverlies is, kunt u het spanningsvectordiagram bekijken van een driefasige AC-lijn (Fig. 1) met een enkele belasting aan het einde van de lijn (Fig. 1)I).

Stel dat de huidige vector wordt ontleed in de componenten Azi en AzP. In afb. 2 worden de fasespanningsvectoren aan het einde van de lijn getekend om U3ph en stroom AziLing in fase te schalen over een hoek φ2.

Om de spanningsvector aan het begin van de lijn U1φ de vector aan het einde U2ph te laten volgen, tekent u de spanningsvaldriehoek (abc) op de spanningsschaal. Hiervoor bevindt de vector ab, gelijk aan het product van stroom en actieve weerstand van de lijn (AzR), zich parallel aan de stroom, en de vector b° C, gelijk aan het product van stroom en inductieve weerstand van de lijn ( AzX), staat loodrecht op de huidige vector .Onder deze omstandigheden komt de rechte lijn die de punten O en c verbindt overeen met de grootte en positie in de ruimte van de spanningsvector aan het begin van de lijn (U1e) ten opzichte van de spanningsvector aan het einde van de lijn (U2e). Door de uiteinden van de vectoren U1f en U2e te verbinden, krijgen we de spanningsvalvector van de lineaire impedantie ac = IZ.

Rijst. 1. Schema met een enkele end-of-line belasting

Rijst. 2. Vectordiagram van spanningen voor een lijn met een enkele belasting. Verlies van netspanning.

Spreek af om spanningsverlies het algebraïsche verschil tussen de fasespanningen aan het begin en het einde van de lijn te noemen, dat wil zeggen segment ad of bijna gelijk segment ac '.

Het vectordiagram en de daaruit afgeleide relaties laten zien dat het spanningsverlies afhangt van de parameters van het netwerk, evenals van de actieve en reactieve componenten van de stroom of belasting.

Bij het berekenen van de hoeveelheid spanningsverlies in het netwerk moet altijd rekening worden gehouden met de actieve weerstand en de inductieve weerstand kan worden verwaarloosd in verlichtingsnetwerken en in netwerken gemaakt met doorsneden tot 6 mm2 en kabels tot 35 mm2.

Bepaling van spanningsverlies in het netwerk

Het spanningsverlies voor een driefasensysteem wordt meestal aangegeven voor lineaire grootheden, die worden bepaald door de formule

waarbij l — lengte van het overeenkomstige deel van het netwerk, km.

Als we stroom vervangen door stroom, zal de formule er als volgt uitzien:

waar P. — actief vermogen, B- reactief vermogen, kVar; l — lengte van het traject, km; Un — nominale netspanning, kV.

Verandering in netspanning

Toegestane spanningsval

Voor elke vermogensontvanger geldt een bepaald spanningsverlies... Inductiemotoren hebben bijvoorbeeld een spanningstolerantie van ± 5% onder normale omstandigheden.Dit betekent dat als de nominale spanning van deze elektromotor 380 V is, de spanning U„extra = 1,05 Un = 380 x1,05 = 399 V en U»add = 0,95 Un = 380 x 0,95 = 361 V moet worden beschouwd als de maximaal toegestane spanningswaarden. Uiteraard zullen alle tussenliggende spanningen tussen de waarden 361 en 399 V ook de gebruiker tevreden stellen en een bepaalde zone vormen die de zone van gewenste spanningen kan worden genoemd.

Aangezien er tijdens de werking van de onderneming een constante verandering in de belasting is (vermogen of stroom die op een bepaald moment van de dag door de draden stroomt), zullen er verschillende spanningsverliezen in het netwerk optreden, variërend van de hoogste overeenkomstige waarden. tot de maximale belastingsmodus dUmax, tot de kleinste dUmin die overeenkomt met de minimale belasting van de gebruiker.

Gebruik de formule om de hoeveelheid van deze spanningsverliezen te berekenen:

Uit het vectordiagram van spanningen (Fig. 2) volgt dat de werkelijke spanning van de ontvanger U2f kan worden verkregen als we de waarde dUf aftrekken van de spanning aan het begin van de lijn U1f, of overschakelen naar een lineaire, d.w.z. fase -naar-fase spanning, krijgen we U2 = U1 — dU

Berekening van spanningsverliezen

Een voorbeeld. De consument, bestaande uit asynchrone motoren, is aangesloten op de bussen van het transformatorstation van de onderneming, die de hele dag door een constante spanning U1 = 400 V handhaven.

De hoogste gebruikersbelasting wordt genoteerd om 11.00 uur, terwijl het spanningsverlies dUmax = 57 V, of dUmax% = 15%. De kleinste verbruikersbelasting komt overeen met de lunchpauze, terwijl dUmin - 15,2 V, of dUmin% = 4%.

Het is noodzakelijk om de werkelijke spanning bij de gebruiker in de hoogste en laagste belastingsmodi te bepalen en te controleren of deze binnen het gewenste spanningsbereik ligt.

Rijst. 3. Potentiaaldiagram voor een lijn met een enkele belasting om het spanningsverlies te bepalen

Antwoord. Bepaal de werkelijke spanningswaarden:

U2Max = U1 — dUmax = 400 — 57 = 343 V

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

De gewenste spanning voor asynchrone motoren met Un = 380 V moet voldoen aan de voorwaarde:

399 ≥ U2zhel ≥ 361

Door de berekende spanningswaarden in de ongelijkheid te vervangen, zorgen we ervoor dat voor de grootste belastingsmodus de verhouding 399> 343> 361 niet wordt vervuld, en voor de kleinste belastingen 399> 384,8> 361.

Uitgang. In de modus van de grootste belastingen is het spanningsverlies zo groot dat de spanning bij de gebruiker buiten de zone van de gewenste spanningen gaat (afname) en de gebruiker niet tevreden stelt.

Dit voorbeeld kan grafisch worden geïllustreerd aan de hand van het potentiaaldiagram in Fig. 3. Bij afwezigheid van stroom zal de spanning bij de gebruiker numeriek gelijk zijn aan de spanning van de voedingsbussen. Aangezien de spanningsval evenredig is met de lengte van de voedingslijn, verandert de spanning in aanwezigheid van een belasting langs de lijn in een schuine rechte lijn van de waarde U1 = 400 V naar de waarde U2Max = 343 V en U2min = 384,8 V .

Zoals te zien is in het diagram, heeft de spanning bij de hoogste belasting de zone van gewenste spanningen verlaten (punt B op de grafiek).

Dus zelfs bij een constante spanning op de rails van de voedingstransformator kunnen plotselinge veranderingen in de belasting een onaanvaardbare spanningswaarde bij de ontvanger veroorzaken.

Bovendien kan het gebeuren dat wanneer de belasting van het netwerk verandert van de hoogste belasting overdag naar de laagste belasting 's nachts, het voedingssysteem zelf niet in staat is om de benodigde spanning op de transformatorklemmen te leveren. In beide gevallen moet gebruik worden gemaakt van middelen voor lokale, voornamelijk spanningsverandering.

Spanningsverlies in de transformator (op foto's)