Tổn thất điện áp là gì và nguyên nhân gây ra tổn thất điện áp

Mất điện áp đường dây

Để hiểu tổn thất điện áp là gì, hãy xem xét sơ đồ vectơ điện áp của đường dây xoay chiều ba pha (Hình 1) với một tải duy nhất ở cuối đường dây (Hình 1)I).

Giả sử rằng vectơ hiện tại được phân tách thành các thành phần Azi và AzP. Trong bộ lễ phục. 2 các vectơ điện áp pha ở cuối đường dây được vẽ theo tỷ lệ U3ph và dòng điện AziLing lệch pha một góc φ2.

Để có véc tơ điện áp đầu đường dây U1φ theo véc tơ điện áp cuối U2ph, hãy vẽ tam giác giảm điện áp đường dây (abc) trên thang điện áp. Đối với điều này, vectơ ab, bằng tích của dòng điện và điện trở hoạt động của đường dây (AzR), nằm song song với dòng điện và vectơ b° C, bằng tích của dòng điện và điện trở cảm ứng của đường dây ( AzX), vuông góc với vectơ dòng điện .Trong điều kiện đó, đoạn thẳng nối các điểm O và c tương ứng với độ lớn và vị trí trong không gian của véc tơ ứng suất ở đầu đoạn thẳng (U1e) so với vectơ ứng suất ở cuối đoạn thẳng (U2e). Nối hai đầu vectơ U1f và U2e ta được vectơ giảm thế của trở kháng tuyến tính ac = IZ.

Cơm. 1. Sơ đồ với một tải cuối dòng

Cơm. 2. Giản đồ véc tơ điện áp đường dây một phụ tải. Mất điện áp đường dây.

Đồng ý gọi tổn thất điện áp là hiệu đại số giữa các điện áp pha ở đầu và cuối đường dây, tức là đoạn ad hay gần bằng đoạn ac'.

Biểu đồ vectơ và các mối quan hệ bắt nguồn từ biểu đồ này cho thấy tổn thất điện áp phụ thuộc vào các tham số của mạng, cũng như các thành phần hoạt động và phản ứng của dòng điện hoặc tải.

Khi tính toán lượng tổn thất điện áp trong mạng, phải luôn tính đến điện trở hoạt động và có thể bỏ qua điện trở cảm ứng trong các mạng chiếu sáng và trong các mạng có tiết diện lên tới 6 mm2 và cáp lên tới 35 mm2.

Xác định tổn thất điện áp trong mạng

Tổn thất điện áp cho hệ thống ba pha thường được chỉ định cho các đại lượng tuyến tính, được xác định theo công thức

trong đó l - chiều dài của phần tương ứng của mạng, km.

Nếu chúng ta thay dòng điện bằng công suất, công thức sẽ có dạng:

trong đó P. — công suất tác dụng, B- công suất phản kháng, kVar; l - chiều dài của đoạn, km; Un - điện áp mạng danh định, kV.

Thay đổi điện áp đường dây

Điện áp rơi cho phép

Đối với mỗi bộ thu công suất, một tổn thất điện áp nhất định... Ví dụ, động cơ cảm ứng có dung sai điện áp ± 5% trong điều kiện bình thường.Điều này có nghĩa là nếu điện áp danh định của động cơ điện này là 380 V, thì điện áp U„thêm = 1,05 Un = 380 x1,05 = 399 V và U»thêm = 0,95 Un = 380 x 0,95 = 361 V nên được coi là các giá trị điện áp tối đa cho phép. Đương nhiên, tất cả các điện áp trung gian giữa các giá trị 361 và 399 V cũng sẽ làm hài lòng người dùng và tạo thành một vùng nhất định có thể được gọi là vùng điện áp mong muốn.

Do trong quá trình vận hành của doanh nghiệp, phụ tải thay đổi liên tục (công suất hoặc dòng điện chạy qua dây dẫn vào một thời điểm nhất định trong ngày), nên trong mạng sẽ xảy ra nhiều tổn thất điện áp khác nhau, thay đổi từ các giá trị tương ứng cao nhất. đến chế độ tải lớn nhất dUmax, đến dUmin nhỏ nhất tương ứng với mức tải tối thiểu của người dùng.

Để tính toán lượng tổn thất điện áp này, hãy sử dụng công thức:

Từ sơ đồ vectơ của điện áp (Hình 2), có thể thu được điện áp thực tế của máy thu U2f nếu chúng ta trừ giá trị dUf khỏi điện áp ở đầu dòng U1f hoặc chuyển sang tuyến tính, tức là pha -điện áp hai pha ta được U2 = U1 — dU

Tính toán tổn thất điện áp

Một ví dụ. Người tiêu dùng, bao gồm các động cơ không đồng bộ, được kết nối với các thanh cái của trạm biến áp của doanh nghiệp, duy trì điện áp không đổi trong suốt cả ngày U1 = 400 V.

Phụ tải người dùng cao nhất được ghi nhận vào lúc 11 giờ sáng, trong khi tổn thất điện áp dUmax = 57 V, hay dUmax% = 15%. Tải tiêu dùng nhỏ nhất tương ứng với giờ nghỉ trưa, trong khi dUmin — 15,2 V hoặc dUmin% = 4%.

Cần xác định điện áp thực tại người dùng ở chế độ tải cao nhất và thấp nhất và kiểm tra xem nó có nằm trong dải điện áp mong muốn không.

Cơm. 3. Sơ đồ điện thế đường dây một tải để xác định tổn thất điện áp

Trả lời. Xác định các giá trị điện áp thực tế:

U2Max = U1 — dUmax = 400 — 57 = 343 V

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

Điện áp mong muốn cho động cơ không đồng bộ có Un = 380 V phải thỏa mãn điều kiện:

399 ≥ U2zhel ≥ 361

Thay thế các giá trị ứng suất được tính toán vào bất đẳng thức, chúng tôi đảm bảo rằng đối với chế độ tải lớn nhất, tỷ lệ 399> 343> 361 không được đáp ứng và đối với các tải nhỏ nhất 399> 384,8> 361 được đáp ứng.

Lối ra. Ở chế độ tải lớn nhất, tổn thất điện áp lớn đến mức điện áp ở người dùng vượt ra ngoài vùng điện áp mong muốn (giảm) và không làm hài lòng người dùng.

Ví dụ này có thể được minh họa bằng đồ thị bằng biểu đồ điện thế trong Hình. 3. Trong trường hợp không có dòng điện, điện áp ở người dùng sẽ bằng số với điện áp của các đường dẫn cung cấp. Do điện áp rơi tỷ lệ thuận với chiều dài của đường dây cung cấp, điện áp khi có tải thay đổi dọc theo đường dây theo đường thẳng dốc từ giá trị U1 = 400 V đến giá trị U2Max = 343 V và U2min = 384,8 V .

Như có thể thấy từ biểu đồ, điện áp ở mức tải cao nhất đã rời khỏi vùng có điện áp mong muốn (điểm B trên biểu đồ).

Do đó, ngay cả với điện áp không đổi trên các thanh cái của máy biến áp cung cấp, những thay đổi đột ngột về tải có thể tạo ra một giá trị điện áp không thể chấp nhận được ở máy thu.

Ngoài ra, có thể xảy ra trường hợp khi phụ tải trên mạng thay đổi từ phụ tải cao nhất vào ban ngày sang phụ tải thấp nhất vào ban đêm, bản thân hệ thống điện sẽ không thể cung cấp điện áp cần thiết tại các đầu máy biến áp. Trong cả hai trường hợp, phương tiện cục bộ, chủ yếu là thay đổi điện áp phải được sử dụng.

Mất điện áp trong máy biến áp (trong ảnh)