電圧降下ネットワークの計算

電気エネルギーの消費者は、その端子に特定の電気モーターまたは装置が設計された電圧が供給されている場合、正常に動作します。電気が電線を通って伝送されると、電圧の一部が電線の抵抗によって失われ、その結果、電線の終端、つまり需要家では、電線の始点よりも電圧が低くなります。 。

通常と比較して消費者電圧が低下すると、電力負荷であっても照明負荷であっても、パンタグラフの動作に影響します。したがって、電力線を計算するときは、電圧偏差が許容基準を超えてはならず、電流負荷から選択され、加熱を目的としたネットワークは、原則として電圧損失によってチェックされます。

電圧損失ΔUは、線路の最初と最後（線路のセクション）での電圧の差と呼ばれます。 ΔU は公称電圧に対する相対単位で指定するのが通例です。分析的には、電圧損失は次の式で求められます。

ここで、P — 有効電力、kW、Q — 無効電力、kvar、ro — 線路の抵抗、オーム / km、xo — 線路の誘導抵抗、オーム / km、l — 線路の長さ、km、Unom — 公称電圧、kV。

ワイヤA-16 A-120で作られた架空線のアクティブ抵抗と誘導抵抗（オーム/km）の値は、参照表に記載されています。アルミニウム (クラス A) およびスチールアルミニウム (クラス AC) 導体の 1 km のアクティブ抵抗は、次の式で求めることもできます。

ここで、F はアルミニウム線の断面積、または AC 線のアルミニウム部分の断面積、mm2 (AC 線の鋼部分の導電率は考慮されていません)。

PUE («電気設備に関する規則») によると、電力ネットワークの場合、通常からの電圧偏差は ± 5% 以内である必要があり、産業企業および公共建物の電力照明ネットワークの場合は +5 ～ - 2.5%、住宅の場合は +5 ～ - 2.5% である必要があります。電気照明ネットワークの建物および屋外照明 ± 5%。ネットワークを計算するときは、許容電圧損失から計算を進めます。

電気ネットワークの設計と運用の経験を考慮して、次の許容電圧損失が計算されます。 低電圧の場合 - 変電室のバスから最も遠い消費者まで - 6%、この損失はおよそ次のように分布されます。 : 負荷密度に応じて、駅または降圧変電所から敷地の入口まで - 3.5 ～ 5%、入口から最も遠いユーザーまで - 1 ～ 2.5%、通常時の高電圧ネットワークの場合ケーブルネットワークでの動作 - 6%、オーバーヘッドでの動作 - 8%、ケーブルネットワークでのネットワークの緊急モードでの動作 - 10%、空中での動作 - 12%。

電圧が 6 ～ 10 kV の三相 3 線式送電線は均一な負荷で動作すると考えられています。つまり、このような送電線の各相には均等な負荷がかかります。低電圧ネットワークでは、照明負荷のため、相間で均一な分配を達成することが難しい場合があるため、三相電流 380/220 V の 4 線システムが最もよく使用されます。このシステムでは、電気モーターが直線ワイヤーに接続され、照明がラインワイヤーと中性ワイヤーの間に分配されます。このようにして、三相の負荷が均等化されます。

計算するときは、示された電力と、これらの電力に対応する電流値の両方を使用できます。数キロメートルの長さの送電線、特に電圧が6〜10 kVの送電線に適用されます。線路の電圧損失に対するワイヤの誘導抵抗の影響を考慮する必要があります。

計算では、銅線とアルミニウム線の誘導抵抗は 0.32 ～ 0.44 Ohm / km に等しいと想定でき、ワイヤ間の距離が小さい (500 ～ 600 mm) およびワイヤの断面積が 95 を超える場合は、より低い値を採用する必要があります。 mm2、および 1000 mm 以上の距離および断面積 10 ～ 25 mm2 ではそれ以上。

三相線路の各導体における電圧損失は、導体の誘導抵抗を考慮して、次の式で計算されます。

ここで、右側の最初の項は電圧損失の有効成分、2 番目の項は無効成分です。

導体の誘導抵抗を考慮して、非鉄金属の導体を使用した電力線の電圧損失を計算する手順は次のとおりです。

1. アルミニウムまたは鋼 - アルミニウム線の誘導抵抗の平均値を 0.35 オーム / km に設定します。

2. 有効負荷と無効負荷 P、Q を計算します。

3. 無効（誘導）電圧損失を計算します。

4. 許容有効電圧損失は、指定されたネットワーク電圧損失と無効電圧損失の差として定義されます。

5. ワイヤの断面積、mm2 を決定します。

ここで、γ は比抵抗の逆数です (γ = 1 / ro — 比導電率)。

6. s の最も近い標準値を選択し、それに対して線路から 1 km でのアクティブ抵抗と誘導抵抗を求めます (ro、NS)。

7. 更新された値を計算します 電圧損失 式によると。

結果として得られる値は、許容電圧損失を超えてはなりません。それがより許容できることが判明した場合は、より大きな（次の）セクションを持つワイヤを選択して、再度計算する必要があります。

DC ラインの場合、誘導抵抗は存在しないため、上記の一般式は簡略化されます。

ネットワーク NS 定電流電圧損失の計算。

電力 P、W が長さ l、mm の線に沿って伝達されるとします。この電力は電流に対応します。

ここで、U は公称電圧、V です。

両端の配線抵抗

ここで、p は導体の比抵抗、s は導体の断面積 mm2 です。

線間電圧の損失

最後の式を使用すると、負荷がわかっている場合に既存の線路での電圧損失を計算で計算したり、特定の負荷に対する導体の断面積を選択したりすることができます。

単相 AC ネットワークの電圧損失の計算。

負荷が純粋にアクティブである場合 (照明、加熱装置など)、計算は上記の定数直線の計算と変わりません。負荷が混合している場合、つまり力率が 1 と異なる場合、計算式は次の形式になります。

線間電圧損失

および線路導体の必要なセクション

木材または木工企業のプロセスラインやその他の受電装置に電力を供給する、電圧 0.4 kV の配電ネットワークの設計スキームが作成され、個々のセクションの電圧損失が計算されます。このような場合の計算を容易にするために、特別なテーブルを使用します。このような表の例を挙げてみましょう。この表は、電圧 0.4 kV のアルミニウム導体を備えた三相架空線の電圧損失を示しています。

電圧損失は次の式で求められます。

ここで、ΔU - 電圧損失、V、ΔUsection - 1 kW • km あたりの相対損失の値、%、Ma - 伝送電力 P (kW) と線路の長さ kW - km の積。