Was ist Spannungsverlust und die Ursachen für Spannungsverlust

Verlust der Netzspannung

Um zu verstehen, was Spannungsverlust ist, betrachten Sie das Spannungsvektordiagramm einer dreiphasigen Wechselstromleitung (Abb. 1) mit einer einzelnen Last am Ende der Leitung (Abb. 1)I).

Angenommen, der aktuelle Vektor wird in die Komponenten Azi und AzP zerlegt. In Abb. In Abb. 2 sind die Phasenspannungsvektoren am Ende der Leitung maßstabsgetreu U3ph und Strom AziLing in Phase um einen Winkel φ2 dargestellt.

Um den Spannungsvektor am Anfang der Linie U1φ zu erhalten, der dem Vektor am Ende U2ph folgt, zeichnen Sie das Dreieck für den Spannungsabfall der Leitung (abc) auf der Spannungsskala. Dazu liegt der Vektor ab, gleich dem Produkt aus Strom und aktivem Widerstand der Leitung (AzR), parallel zum Strom und der Vektor b° C, gleich dem Produkt aus Strom und induktivem Widerstand der Leitung ( AzX) ist senkrecht zum aktuellen Vektor.Unter diesen Bedingungen entspricht die gerade Linie, die die Punkte O und c verbindet, der Größe und Position im Raum des Spannungsvektors am Anfang der Linie (U1e) relativ zum Spannungsvektor am Ende der Linie (U2e). Durch Verbinden der Enden der Vektoren U1f und U2e erhalten wir den Spannungsabfallvektor der linearen Impedanz ac = IZ.

Reis. 1. Schema mit einer einzelnen Endlast

Reis. 2. Vektordiagramm der Spannungen für eine Leitung mit einer einzelnen Last. Verlust der Netzspannung.

Stimmen Sie zu, Spannungsverlust als algebraische Differenz zwischen den Phasenspannungen am Anfang und Ende der Leitung zu bezeichnen, also Segment ad oder nahezu gleiches Segment ac '.

Das Vektordiagramm und die daraus abgeleiteten Beziehungen zeigen, dass der Spannungsverlust von den Parametern des Netzes sowie von den Wirk- und Blindanteilen des Stroms oder der Last abhängt.

Bei der Berechnung des Spannungsverlusts im Netzwerk muss immer der aktive Widerstand berücksichtigt werden, und der induktive Widerstand kann in Beleuchtungsnetzwerken und in Netzwerken mit Querschnitten bis 6 mm2 und Kabeln bis 35 mm2 vernachlässigt werden.

Ermittlung des Spannungsverlusts im Netzwerk

Der Spannungsverlust für ein Drehstromsystem wird üblicherweise für lineare Größen angegeben, die durch die Formel ermittelt werden

wo l — Länge des entsprechenden Abschnitts des Netzwerks, km.

Wenn wir Strom durch Leistung ersetzen, sieht die Formel wie folgt aus:

wo P. — Wirkleistung, B- Blindleistung, kVar; l — Länge des Abschnitts, km; Un – Nennspannung des Netzes, kV.

Änderung der Netzspannung

Zulässiger Spannungsabfall

Für jeden Leistungsempfänger ist ein bestimmter Spannungsverlust erforderlich. Beispielsweise haben Induktionsmotoren unter normalen Bedingungen eine Spannungstoleranz von ± 5 %.Das heißt, wenn die Nennspannung dieses Elektromotors 380 V beträgt, dann ist die Spannung U„extra = 1,05 Un = 380 x 1,05 = 399 V und U“add = 0,95 Un = 380 x 0,95 = 361 V zu berücksichtigen die maximal zulässigen Spannungswerte. Natürlich werden auch alle Zwischenspannungen zwischen den Werten 361 und 399 V den Benutzer zufriedenstellen und eine bestimmte Zone bilden, die als Zone der gewünschten Spannungen bezeichnet werden kann.

Da sich während des Betriebs des Unternehmens ständig die Last ändert (Leistung oder Strom fließt zu einer bestimmten Tageszeit durch die Leitungen), treten im Netzwerk verschiedene Spannungsverluste auf, die von den höchsten entsprechenden Werten abweichen auf den maximalen Belastungsmodus dUmax, auf den kleinsten dUmin, der der Mindestlast des Benutzers entspricht.

Um die Höhe dieser Spannungsverluste zu berechnen, verwenden Sie die Formel:

Aus dem Vektordiagramm der Spannungen (Abb. 2) folgt, dass die tatsächliche Spannung des Empfängers U2f erhalten werden kann, wenn man den Wert dUf von der Spannung am Anfang der Leitung U1f subtrahiert oder auf eine lineare, d. h. Phase umschaltet -gegen-Phasen-Spannung erhalten wir U2 = U1 — dU

Berechnung von Spannungsverlusten

Ein Beispiel. Der aus Asynchronmotoren bestehende Verbraucher ist an die Busse der Umspannstation des Unternehmens angeschlossen, die den ganzen Tag über eine konstante Spannung U1 = 400 V aufrechterhalten.

Die höchste Verbraucherbelastung wird um 11 Uhr festgestellt, der Spannungsverlust beträgt dUmax = 57 V bzw. dUmax% = 15 %. Die kleinste Verbraucherlast entspricht der Mittagspause, dabei beträgt dUmin 15,2 V bzw. dUmin % = 4 %.

Es ist notwendig, die tatsächliche Spannung beim Benutzer im höchsten und niedrigsten Lastmodus zu ermitteln und zu überprüfen, ob sie innerhalb des gewünschten Spannungsbereichs liegt.

Reis. 3. Potenzialdiagramm für eine Leitung mit Einzellast zur Ermittlung des Spannungsverlustes

Antworten. Ermitteln Sie die tatsächlichen Spannungswerte:

U2Max = U1 — dUmax = 400 — 57 = 343 V

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

Die gewünschte Spannung für Asynchronmotoren mit Un = 380 V muss die Bedingung erfüllen:

399 ≥ U2zhel ≥ 361

Indem wir die berechneten Spannungswerte in die Ungleichung einsetzen, stellen wir sicher, dass für den größten Lastmodus das Verhältnis 399> 343> 361 nicht erfüllt ist und für die kleinsten Lasten 399> 384,8> 361 erfüllt ist.

Ausfahrt. Im Modus höchster Belastung ist der Spannungsverlust so groß, dass die Spannung am Benutzer den Bereich der gewünschten Spannungen verlässt (Abnahme) und den Benutzer nicht zufriedenstellt.

Dieses Beispiel lässt sich durch das Potenzialdiagramm in Abb. grafisch veranschaulichen. 3. Wenn kein Strom vorhanden ist, entspricht die Spannung am Verbraucher numerisch der Spannung der Versorgungsbusse. Da der Spannungsabfall proportional zur Länge der Versorgungsleitung ist, ändert sich die Spannung bei Vorhandensein einer Last entlang der Leitung in einer abfallenden Geraden vom Wert U1 = 400 V auf den Wert U2Max = 343 V und U2min = 384,8 V .

Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, hat die Spannung bei der höchsten Last den Bereich der gewünschten Spannungen verlassen (Punkt B im Diagramm).

Daher können plötzliche Laständerungen selbst bei konstanter Spannung an den Sammelschienen des Versorgungstransformators zu einem unzulässigen Spannungswert am Empfänger führen.

Darüber hinaus kann es vorkommen, dass das Stromnetz selbst nicht in der Lage ist, die erforderliche Spannung an den Transformatorklemmen bereitzustellen, wenn die Belastung des Netzes von der höchsten Belastung am Tag zur niedrigsten Belastung in der Nacht wechselt. In beiden Fällen muss auf Mittel zur lokalen, hauptsächlich Spannungsänderung zurückgegriffen werden.

Spannungsverlust im Transformator (in Bildern)