Падение и потеря напряжения в линиях постоянного и переменного тока

При прохождении электрического тока по проводам линии возникает падение напряжения, пропорциональное величине тока и сопротивлению линии. Следовательно, напряжение на зажимах потребителя U всегда меньше, чем напряжение на зажимах источника .

В цепях постоянного тока разность

называют потерей напряжения.

Потерю напряжения часто выражают в процентах от номинального значения напряжения потребителя:

При заданном напряжении источника потерей напряжения определяется напряжение на зажимах потребителя, поэтому величина потери напряжения строго регламентируется. В линиях, по которым осуществляется питание силовой (электродвигатели) нагрузки, допускается потеря напряжения, величина которой не превышает 6% от номинального напряжения потребителя:

В осветительных сетях допускается потеря напряжения не более 2,5%:

В зависимости от конкретных условий могут быть установлены и другие предельные значения потери напряжения.

Несоблюдение норм потери напряжения приводит к нарушению работы потребителей, уменьшению пусковых и вращающих моментов двигателей, изменению светового потока осветительных установок. Так, например, при уменьшении напряжения на 10% световой поток ламп накаливания уменьшается почти на одну треть. Незначительное превышение напряжения по отношению к номинальному приводит к резкому сокращению срока службы ламп накаливания.

Нетрудно заметить, что в цепях постоянного тока понятия падения и потери напряжения совпадают: где / — ток в линии; Rnp — сопротивление проводов линии.

Рис. 12.4

Несколько сложнее выглядят эти зависимости в цепях переменного тока. Рассмотрим векторную диаграмму, изображенную на рис. 12.4. Протекающий по линии ток нагрузки I сдвинут относительно напряжения U на угол (р, определяемый коэффициентом мощности нагрузки. Падение напряжения на активном сопротивлении линии / совпадает по фазе с током /, а падение напряжения на реактивном сопротивлении линии / опережает по фазе ток I на 90° (считаем, что емкостное сопротивление линии меньше ее индуктивного сопротивления). В этом случае падением напряжения называют векторную разность напряжений в начале и в конце линии:

где Z — комплекс полного сопротивления линии.

Однако для потребителя важна величина (действующее значение) напряжения, а не его фаза. Поэтому целесообразно ввести понятие потери напряжения как разности действующих значений напряжений ?/, и U:

Рис. 12.5

Потеря напряжения Д U сложным образом выражается через модуль вектора Д 0. В практических расчетах принимают, что потеря напряжения (отрезок ас на рис. 12.5) равна проекции вектора падения напряжения AIJ = iz на вектор U (отрезок ab на рис. 12.5).

При расчете сетей напряжением до 1000 В особо важное значение имеет тот случай, когда реактивное сопротивление линий мало по сравнению с их активным сопротивлением и им можно пренебречь. Векторная

Рис. 12.6

диаграмма токов и напряжении для этого случая представлена па рис. 12.6. Из векторной диаграммы находим, что Д U

равно отрезку ас

а отрезок ab выражаем через cos ср и модуль вектора /„ падения напряжения в линии:пб = IRcosy- Полагая ас~аЬ, получаем

где AU — потеря напряжения в линии; I — ток нагрузки, протекающий в проводах линии; R — активное сопротивление проводов линии; cos ф — коэффициент мощности потребителя электроэнергии.

Карточка № 12.4 (183)

Падение и потеря напряжения в линиях постоянного и переменного тока

Напряжение на зажимах источника электроэнергии в сети постоянного тока 26 В.

Напряжение на зажимах потреби- теля 25 В.

Определите потерю напряжения в процентах.

1%

193

2%

21

4%

228

На схеме, приведенной на рис. 12.7,

R = 0,05 Ом — сопротивление одного провода.

Через нагрузку течет постоянный ток силой 10 В.

Определите потерю напряжения.

0,5 В

53

1 В

200

2 В

88

Для решения задачи недостаточно данных

234

Продолжение карт. № 12.4

В сети переменного тока С, =230 В, С =220 В. Определите:

  • а) потерю напряжения;
  • б) падение напряжения.
  • а) 10 В;
  • б) определить нельзя

117

  • а) Определить нельзя;
  • б) 10 В

206

  • а) 10 В;
  • б) 10 В

8

На схеме, приведенной на рис. 12.7,

R = 0,05 Ом. Реактивным сопротив- лением линии пренебрегаем.

Через нагрузку течет переменный ток с действующим значением 10 Л. Определите потерю напряжения.

0,5 В

240

1 В

46

2 В

122

Для решения задачи

недостаточно

данных

83

В условиях предыдущей задачи угол сдвига по фазе между током и напряжением равен 60°. Определите потерю напряжения.

0,5 В

155

1 В

112

2 В

128

Для решения задачи

недостаточно

данных.

2

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >