Выбор сечений проводников по потерям напряжения

В проводах линий, подводящих к приёмникам электроэнергию, неизбежно происходят потери напряжения, которые нормируются в виде ограничений значений напряжения в начале линии - питающий конец и со стороны приёмников электроэнергии - приёмный конец. Так, например, при снижении напряжения осветительные устройства снижают световой поток и снижается освещенность на рабочих поверхностях (её значение прямо пропорционально квадрату напряжения); у двигателей уменьшается опрокидывающий момент (выпадение из синхронного режима), который у синхронных двигателей прямо пропорционален первой степени, а у асинхронных двигателей - квадрату оставшегося напряжения.

Одним из средств, обеспечивающим стабильность напряжения у приёмников электроэнергии, является выбор сечений проводов и жил кабелей по допустимым потерям напряжения.

Рассмотрим линию с сосредоточенной нагрузкой на конце (рис. 3). Потери напряжения в трёхфазной линии переменного тока приближённо определяются из выражения:

(4.4)

где - расчётный ток линии, А; и - активное и индуктивное сопротивление линии, Ом.

Рис. 3. Схема линии с сосредоточенной нагрузкой на конце:

а) принципиальная схема; б) схема замещения; в) векторная диаграмма.

Пренебрегая индуктивным сопротивлением проводов линии (возможно в случае ) потери напряжения будут равны

(4.5)

где .

Следовательно, сечение проводника можно определить по выражению

(4.6)

Данный метод расчёта является упрощенным и даёт погрешность в пределах 20 %, поэтому его используют лишь для предварительных ориентировочных прикидок.

Для сетей высокого напряжения, когда приходится учитывать не только индуктивность, но и ёмкость линии, применяют П-образные схемы.

Методика расчета. Составляют П-образную схему замещения (см. рис. 4), пренебрегая активной составляющей линии (т.к. она определяет потери на корону, которые в линиях до 220 кВ невелики).

Рис. 4. Схема замещения для расчёта линии по П-образной схеме.

Считают, что вся ёмкость сосредоточена по концам линии, что позволяет рассчитать ёмкостную проводимость ( ) по выражению:

(4.7)

где - удельная ёмкостная проводимость линии (определяется по справочным данным), .

Величина ёмкостного тока в конце линии равна:

(4.8)

Величина потерь напряжения для П-образной схемы:

(4.9)

Наличие ёмкостных токов уменьшает величину потерь напряжения от тока нагрузки вследствие компенсации индуктивной составляющей проводников.

Т.к. на промышленных предприятиях сети на напряжение 220 кВ и протяжённостью более 200 км практически не выполняются, то данный метод может применяться в сетях внутризаводского электроснабжения (погрешность результатов вычислений составляет 1,5 %).