Perhitungan jaringan drop tegangan

Konsumen energi listrik beroperasi secara normal ketika terminal mereka disuplai dengan voltase yang dirancang untuk motor atau perangkat listrik tertentu. Ketika listrik ditransmisikan melalui kabel, sebagian tegangan hilang karena hambatan kabel, dan akibatnya, di ujung saluran, yaitu di konsumen, tegangannya lebih kecil daripada di awal saluran. .

Pengurangan voltase konsumen dibandingkan dengan normal mempengaruhi operasi pantograf, apakah itu untuk beban listrik atau penerangan. Oleh karena itu, saat menghitung saluran listrik apa pun, penyimpangan tegangan tidak boleh melebihi norma yang diizinkan, jaringan yang dipilih dari beban saat ini dan dimaksudkan untuk pemanasan, sebagai aturan, diperiksa oleh kehilangan tegangan.

Kehilangan tegangan ΔU disebut perbedaan tegangan di awal dan akhir saluran (bagian saluran). Merupakan kebiasaan untuk menentukan ΔU dalam satuan relatif — relatif terhadap tegangan nominal. Secara analitis, rugi tegangan ditentukan dengan rumus:

di mana P — daya aktif, kW, Q — daya reaktif, kvar, resistansi ro — saluran, Ohm / km, xo — resistansi saluran induktif, Ohm / km, l — panjang saluran, km, Unom — tegangan nominal , kV .

Nilai resistansi aktif dan induktif (Ohm / km) untuk saluran udara yang dibuat dengan kabel A-16 A-120 diberikan dalam tabel referensi. Resistansi aktif 1 km konduktor aluminium (kelas A) dan baja-aluminium (kelas AC) juga dapat ditentukan dengan rumus:

di mana F adalah penampang kabel aluminium atau penampang bagian aluminium dari kabel AC, mm2 (konduktivitas bagian baja dari kabel AC tidak diperhitungkan).

Menurut PUE ("Aturan untuk instalasi listrik"), untuk jaringan listrik, penyimpangan tegangan dari normal tidak boleh lebih dari ± 5%, untuk jaringan penerangan listrik perusahaan industri dan bangunan umum - dari +5 hingga - 2,5%, untuk perumahan jaringan penerangan listrik gedung dan penerangan luar ruangan ± 5%. Saat menghitung jaringan, mereka melanjutkan dari kehilangan tegangan yang diizinkan.

Mempertimbangkan pengalaman dalam desain dan pengoperasian jaringan listrik, kerugian tegangan yang diizinkan berikut diambil: untuk tegangan rendah - dari bus ruang transformator ke konsumen terjauh - 6%, dan kerugian ini didistribusikan kira-kira sebagai berikut : dari stasiun atau gardu trafo step-down ke pintu masuk ke bangunan tergantung pada kerapatan beban - dari 3,5 hingga 5%, dari pintu masuk ke pengguna terjauh - dari 1 hingga 2,5%, untuk jaringan tegangan tinggi selama normal operasi di jaringan kabel — 6%, di overhead — 8%, dalam mode darurat jaringan di jaringan kabel — 10% dan di udara — 12%.

Dipercayai bahwa saluran tiga kawat tiga fase dengan tegangan 6-10 kV bekerja dengan beban yang seragam, yaitu, setiap fase dari saluran tersebut dimuat secara merata. Dalam jaringan bertegangan rendah, karena beban penerangan, sulit untuk mencapai distribusi seragam antar fase, itulah sebabnya sistem 4 kabel dengan arus tiga fase 380/220 V paling sering digunakan di sana. sistem, motor listrik dihubungkan ke kabel linier, dan pencahayaan didistribusikan antara kabel garis dan kabel netral. Dengan cara ini, beban ketiga fase disamakan.

Saat menghitung, Anda dapat menggunakan kekuatan yang ditunjukkan dan nilai arus yang sesuai dengan kekuatan ini Sejalan dengan panjang beberapa kilometer, yang secara khusus berlaku untuk saluran dengan tegangan 6-10 kV, itu adalah perlu untuk memperhitungkan pengaruh resistansi induktif kawat pada kehilangan tegangan di saluran.

Untuk perhitungan, resistansi induktif kabel tembaga dan aluminium dapat diasumsikan sama dengan 0,32-0,44 Ohm / km, dan nilai yang lebih rendah harus diambil pada jarak kecil antara kabel (500-600 mm) dan penampang kabel lebih dari 95 mm2, dan lebih banyak pada jarak 1000 mm dan lebih banyak dan penampang 10-25 mm2.

Kehilangan tegangan di setiap konduktor dari saluran tiga fase, dengan mempertimbangkan resistansi induktif konduktor, dihitung dengan rumus

di mana istilah pertama di sebelah kanan adalah komponen aktif dan yang kedua adalah komponen reaktif dari rugi tegangan.

Prosedur untuk menghitung kehilangan tegangan saluran listrik dengan konduktor logam non-besi, dengan mempertimbangkan resistansi induktif konduktor adalah sebagai berikut:

1. Kami menetapkan nilai rata-rata resistansi induktif untuk kawat aluminium atau baja-aluminium menjadi 0,35 Ohm / km.

2. Kami menghitung beban aktif dan reaktif P, Q.

3. Hitung rugi tegangan reaktif (induktif).

4. Kehilangan tegangan aktif yang diizinkan didefinisikan sebagai perbedaan antara kehilangan tegangan jaringan yang ditentukan dan kehilangan tegangan reaktif:

5. Tentukan penampang kawat s, mm2

dimana γ Adalah kebalikan dari resistansi spesifik ( γ = 1 / ro — konduktivitas spesifik).

6. Kami memilih nilai standar terdekat dari s dan mencari resistansi aktif dan induktif pada jarak 1 km dari garis (ro, NS).

7. Hitung nilai yang diperbarui kehilangan tegangan sesuai dengan rumus.

Nilai yang dihasilkan tidak boleh melebihi kehilangan tegangan yang diizinkan.Jika ternyata lebih dapat diterima, maka Anda harus mengambil kabel dengan bagian (berikutnya) yang lebih besar dan menghitungnya lagi.

Untuk saluran DC tidak ada resistansi induktif dan rumus umum yang diberikan di atas disederhanakan.

Perhitungan jaringan NS kehilangan tegangan arus konstan.

Biarkan daya P, W ditransmisikan sepanjang garis dengan panjang l, mm, daya ini sesuai dengan arus

di mana U adalah tegangan nominal, V.

Resistensi kawat di kedua ujungnya

di mana p adalah resistansi spesifik konduktor, s adalah penampang konduktor, mm2.

Kehilangan tegangan saluran

Ekspresi terakhir memungkinkan untuk membuat perhitungan komputasi kehilangan tegangan pada saluran yang ada ketika bebannya diketahui, atau untuk memilih penampang konduktor untuk beban yang diberikan.

Perhitungan jaringan AC satu fasa untuk kehilangan tegangan.

Jika beban murni aktif (penerangan, perangkat pemanas, dll.), Perhitungannya tidak berbeda dengan perhitungan garis konstan di atas. Jika beban dicampur, yaitu faktor daya berbeda dari satu, maka rumus perhitungannya berbentuk:

kehilangan tegangan saluran

dan bagian konduktor lin yang diperlukan

Untuk jaringan distribusi dengan tegangan 0,4 kV, yang memasok jalur proses dan penerima listrik lainnya dari perusahaan kayu atau pertukangan, skema desainnya dibuat dan kehilangan tegangan dihitung untuk masing-masing bagian. Untuk kenyamanan perhitungan dalam kasus seperti itu, gunakan tabel khusus. Mari kita beri contoh tabel seperti itu, yang menunjukkan kehilangan tegangan pada saluran udara tiga fase dengan konduktor aluminium dengan tegangan 0,4 kV.

Kerugian tegangan ditentukan dengan rumus berikut:

di mana ΔU—kerugian tegangan, V, ΔUsection — nilai kerugian relatif,% per 1 kW • km, Ma — produk daya yang ditransmisikan P (kW) dengan panjang saluran, kW • km.