Тема 2.6 «Выбор и расчет электрических сетей на потерю напряжения»

Результат урока: выполнять расчет потерь напряжения в линиях с целью повышения качества электрической энергии.

Вопросы к уроку:

1.Потери и падения напряжения

2.Определение потери напряжения в линии

3.Допустимые потери напряжения

Лист с заданием 1. Предварительное определение уровня знаний

Постройте векторные диаграммы напряжений и токов для следующих электрических цепей:

, ,

а) б) с) д)

Учебный материал 1

Вопрос 1. Потери и падения напряжения

Для понимания, что такое потеря напряжения и падение напряжения, рассмотрим векторную диаграмму напряжения трехфазной линии переменного тока (рис. 2.6.1) с одной нагрузкой в конце линии (I).

Uф₁ r x Uф₂

I соsj₂

Рис 2.6.1 Сеть переменного тока с симметричной нагрузкой на конце линии

Построение векторной диаграммы: вектор напряжения U_ф2-произвольно, вектор тока I отстает от Uф2, так как нагрузка линии активно- индуктивная. Из конца вектора U_ф2 откладываем векторы падений напряжений в линии (IR-параллельно току, Iх- перпендикулярно току). IZ-результирующий вектор падений напряжений.

Условились называть потерей напряжения (Δ U_ф) алгебраическую разность фазных напряжений в начале и конце линии, т. е. отрезок ad, а падением напряжения (δ U_ф) геометрическую разность разность фазных напряжений в начале и конце линии, т. е. отрезок сd.

Выведем из векторной диаграммы соотношения:

-потери напряжения

Δ U_ф =аd = af + fd , af = I r cosφ, fd = I х sinφ

Δ U_ф = I r cosφ + I х sinφ

Δ U =Ö3 U_ф=Ö3 (I r cosφ + I х sinφ)

учитывая, что Р= Ö3U I cosφ , Q =Ö3U I sinφ,

получаем

Δ U = , (2.6.1)

где U = U_н

-падение напряжения

δ U_ф= cd=cg – dg , где сg = Ix cosφ, dg =Ir sinφ

δ U_ф = Ix cosφ - Ir sinφ

δ U = Ö3( x cosφ - Ir sinφ) ,

или

δ U = , (2.6.2)

Из векторной диаграммы и приведенных выражений видно: потеря и падение напряжения показывают, насколько напряжение в конце линии отличается от напряжения в ее начале . Потеря и падение напряжения зависят от параметров сети (сопротивлений сети), а также от активной и реактивной составляющих тока или мощности нагрузки.

Падение напряжения обычно больше потери напряжения из-за сдвига по фазе векторов Úф1 и Úф2.

Практику интересует потеря напряжения, а не падение напряжения, потому что потеря напряжения связывает наиболее простой формулой напряжения в начале и конце линии.