Um. Por que as linhas elétricas geram uma "queda de tensão"?

A queda de tensão na linha elétrica é devido à resistência do condutor. É por isso que, independentemente do material usado pelo condutor (cobre, alumínio) causará uma certa perda de tensão na linha, e essa perda (queda de tensão) não é maior que 5% da própria tensão, geralmente não terá consequências na condução elétrica da linha.

Dois. Em que situações é necessário considerar a queda de tensão?

Em geral, o comprimento da linha não é muito longo, devido à queda de tensão muito limitada, muitas vezes o problema da "queda de tensão" pode ser ignorado, por exemplo, a linha é de apenas algumas dezenas de metros. No entanto, em algumas linhas elétricas mais longas, se a queda de tensão do cabo for ignorada, o dispositivo pode ser iniciado após a colocação do cabo devido à tensão muito baixa e não pode ser iniciado; Ou o dispositivo pode ser iniciado, mas está em estado de operação de baixa tensão e danifica o dispositivo por um longo tempo.

Linhas de energia mais longas precisam considerar a queda de pressão. A chamada "linha longa" geralmente se refere a uma linha de cabo maior que 500 metros. A queda de pressão também deve ser considerada em ocasiões em que a precisão da tensão é elevada.

Três. Como calcular a queda de pressão na linha elétrica?

1.Descida de tensão na linha aérea

de acordo com as normas de procedimento; Linhas de grau 10kv geralmente não excedem o raio de 15km, é o comprimento da linha ramificada incluída.

Ao mesmo tempo, a qualidade do fornecimento de energia, a queda de tensão é positiva e negativa de 7%.

Exemplos; U = 10kv L = 15000m S = LGJ-240mm2 resistência de alumínio 0.0315mm.m COSφ = 0,8

P = 1150kw Q = 863kvar 10kvresistência elétrica X = 0,35Ω.km = 0,35 * 15 = 5,25Ω

Resistência R=ρ*L/S=0.0315*15000/240=1.97Ω

De acordo com a fórmula de perda de tensão;

U = P * R + Q * X / U (kv) = 1150 * 1,97 + 863 * 5,25 / 10 = 2266 + 4731 / 10 = 6997 / 10 = 699,7v

△U%=△ U/U*100=（699.7/10000）*100=7%

10 quilômetrosO raio da linha de 15km escolhe 240mm2 de alumínio para a colocação vertical, a teoria COSφ = 0,8, a queda de tensão final de controle de 7%, pode carregar 1150kw.

Vários níveis de tensãoO raio de alimentação depende do efeito de dois fatores:

1Classe de tensão (quanto maior o nível de tensão, maior o raio de alimentação)

2Intensidade do terminal do usuário (ou seja, quanto maior a carga elétrica, menor o raio de fornecimento de energia)

0.4O raio da linha de alimentação de kW não deve exceder 300 metros na cidade. As áreas periféricas não devem ser maiores que 500 metros. O comprimento do cabo de conexão não deve exceder 20 metros, quando exceder 250 metros, aumente o cabo de nível a cada 100 metros. Linhas de alimentação de 110kV geralmente não excedem 60km; Linhas de alimentação de 35kV geralmente não excedem 30km.

2.Descida de tensão na linha de cabo:

Fórmula de cálculo de redução de tensão U redução = √3I (R cosΦ + XsinΦ)

UDescida --- tensão de linha descida de tensão I é a corrente de linha de carga cosΦ --- fator de potência de carga

X---A resistência da linha R = ρ × L / S

Onde: ρ resistência do condutor, cabo de núcleo de cobre substituído por 0,0175, condutor de alumínio substituído por 0,0283

Esta resistência é calculada a partir de 200C, mas a resistência também muda à medida que a temperatura aumenta (a temperatura ambiente e a corrente aumentam o aquecimento do condutor também). E agora a seção do cabo é na maioria menor do que o nominal, e o cabo que usamos se for um fio suspenso, o comprimento real é 2% -3% mais longo do que o comprimento do fio, muitos fatores de síntese. Aqui, estes dados são estimados para ser menor do que a perda real, ou seja, escolher o diâmetro ou o comprimento do cabo para manter a margem apropriada.

LComprimento da linha, seção nominal do cabo S substituída por "m" (mm2)

XAs necessidades de dados de resistência são fornecidas pelo fabricante de cabos, utilizamos cabos de baixa tensão (380V / 220v) para estimar 0,06 * 10-3Ω / M

Por exemplo, uma caixa de distribuição de projetos depois de calcular o tamanho da carga, é necessário escolher o cabo. Se a carga é de 400A, de acordo com o medidor de fluxo de carga de cabo, podemos escolher o cabo de núcleo de cobre 3 * 185 + 2 * 95, se o cabo de núcleo de alumínio é necessário 3 * 240 + 2 * 120, ou seja, o cabo de núcleo de alumínio é maior do que o cabo de núcleo de cobre. Se a tensão nominal de carga é de 380V e a tensão de carga vazia do transformador (selecionada para a marcha média) é de 400V. Agora, o cabo de núcleo de alumínio é selecionado, o comprimento da linha é calculado em 1000 metros, em operação a carga completa (para atender à construção de pico), a tensão cai no final da linha: (o fator de potência médio é estimado em 0,8)

Uredução = √3 I(R cosΦ+XsinΦ)= √3*400*（0.0283*1000*0.8/240+0.06*10-3*1000*0.6）≈90.27， A tensão do lado da caixa de distribuição visível é 400-90.27 = 309.27V, simplesmente não pode atender aos requisitos de uso da carga. Se a tensão da linha for necessária para flutuar para cima e para baixo dentro de 5%, ou seja, a tensão final da linha é 380-380 * 5% = 361V, a queda de tensão da linha é 400361 = 39V, de acordo com a fórmula acima,

即U降=√3 I (R cosΦ + XsinΦ) = √3I (ρ * cosΦ * L / S + 0,06 * 10-3 * L * sinΦ), 则可知L=U降/√3 I * (ρ * cosΦ / s + 0,06 * 10-3 * sinΦ)

=39/√3*400 * (0.0283*0.8/240+0.06*10-3*0.6)≈432米

Ou seja, o cabo está dentro de 432 metros, a tensão cai ≥ 39V, atendendo aos requisitos de tensão de 361V.

3.Perda da linha

Na linha de transporte de três fases e quatro linhas, a perda de linha é menor quando o equilíbrio de três fases é feito, ao contrário, a perda de linha aumenta quando a corrente de três fases é desequilibrada. Porque no equilíbrio de carga trifásico, a corrente da linha neutra é basicamente zero, e a perda na linha zero é basicamente pequena. Na verdade, o cálculo da perda do cabo de energia também deve considerar o efeito de pele e o efeito de vizinhança. É claro que a resistência do cabo também aumentará com o aumento da carga, a temperatura aumentará e a resistência aumentará. Calcular também é complicado e aqui é negligenciado. Portanto, a perda de energia de linha de cabo de três fases e quatro fios (e, claro, a perda de energia sem) é calculada da seguinte forma:

P损=3 I2R + I02R0

ICorrente de fio R resistência por fase I0 corrente de fio zero R0 --- resistência de fio zero

A fórmula acima também pode ser calculada em fases separadas quando a carga da linha é desigual.

Também os exemplos de dados acima, analisando a perda de linhas usando o comprimento do cabo e vários casos de cabos de diferentes materiais:

1I - corrente de linha equivalente de linha 400A (cálculo simplificado, equilíbrio de carga trifásico, I0=0)， Escolha o comprimento do cabo L = 250 metros de cabo de núcleo de alumínio 3 * 240 + 2 * 120, então a perda de linha P perda de alumínio = 3I2R + I02R0 = 3 * 4002 * 0.0283 * 250/240≈14.15KW ○1. Comprimento de cabo de 400 metros, perda de alumínio P = 3I2R + I02R0 = 3 * 4002 * 0.0283 * 400/240≈22.64KW ○2

Calculando o tempo de uso deste projeto por um ano, 10 horas por dia, 1 yuan por grau, o aumento da perda de 400 metros de comprimento em relação a 250 metros é de 365 * 10 * (22,64-14,15) * 1≈ 31 mil yuans.

2Mudar o cabo no caso acima para o núcleo de cobre, outros dados permanecem inalterados, comparando a mudança de perda.

Ou seja, a perda de cobre P = 3I2R + I02R = 3 * 4002 * 0.0175 * 250/240≈8.75KW ○3 transformar o comprimento do cabo para 400 metros, então a perda de cobre P = 3I2R + I02R = 3 * 4002 * 0.0175 * 400/240≈14KW ○4

Calcule a perda de um ano usando um cabo de cobre (14-8,75) * 365 * 10 * 1≈19 mil yuans.

3Se o comprimento do cabo estiver inalterado, observe a diferença de taxa de eletricidade de um ano no uso de materiais diferentes:

250Metro por hora: (○1-○3)*365*10*1≈21 mil yuans,

400Metro por hora: (○2-○4)*365*10*1≈32 mil yuans

E o consumo real de potência ativa P = √3UIcosΦ = 1,732 * 0,38 * 400 * 0,8 = 210,61KW

Conta de eletricidade por ano: 210,61 * 365 * 10 * 1≈ 76,9 milhões de yuans

O acima é apenas o uso razoável de uma linha para estimar que a situação de uso e distribuição de linhas de cabo de campo é complexa, muito mais do que uma linha (quanto mais linhas, mais perdas, e o consumo inerente de energia é constante), várias perdas de linhas podem ser muito, o uso inadequado de 100.000 yuans é possível. Quanto mais longo o cabo, menor o cabo (maior a resistência), maior a carga (maior a corrente), a queda de pressão e a perda aumentarão muito.

Tensão baixa:

1.O uso de cargas não importantes pode ser reduzido adequadamente, ou seja, evitando o pico de construção.

2.O aumento adequado e a redução adequada do comprimento do cabo serão usados (isto será calculado antes do início do projeto)

3.A velocidade do transformador pode ser ajustada adequadamente.

4.Dispositivo de compensação de potência para reduzir a perda de energia.

Portanto, o projeto de uso de cabos, para uma análise abrangente, às vezes, embora o aumento do cabo ou a escolha de cabos de cobre pode aumentar alguns custos, mas é um investimento único, o uso e a manutenção do cabo é bom, pode ser usado por vinte ou três décadas.