Довольно часто на этапе проектирования возникает необходимость в определении потерь напряжения на линии. Особенно это актуально если линия имеет большую протяженность. В данной статье мы рассмотрим определение потерь напряжения для двухпроводных линий передачи электроэнергии.
Рассмотрим двухпроводную линию с тремя ответвлениями к электроприемникам:
Для определения потерь напряжения в двухпроводной линии постоянного тока достаточно определить потерю напряжения в одном проводе, а полученный результат удвоить.
Двухпроводную схему можно заменить однолинейной:
Где:
Потеря напряжения в двухпроводной линии будет равна разности абсолютных величин напряжения вначале и в конце линии.
Потерю напряжений можно выразить через токи в ответвлениях:
Соответственно:
Подставив выражения токов и длин участков линии в формулу (1) получим выражение для трех ответвлений:
Для случая с количеством ответвлений n:
При расчете электрических сетей определяются потери напряжения при заданном сечении проводов или, наоборот, определяются сечения проводов по допустимой величине потери напряжения. Предположив, что материал и сечение проводов вдоль всей линии одинаковы, получим формулы для определения потери напряжения и сечения проводов в двухпроводной сети постоянного тока:
Потеря напряжения на линии в процентах от номинального:
Где In – ток на n-ом участке , или:
Где In/ — ток в n-ом ответвлении.
Очень часто нагрузка линии задается мощностью электроприемников, подключенных к ней.
По заданным мощностям можно определить токи в ответвлениях, допуская, что напряжение вначале каждого ответвления равно номинальному:
В участках линии:
Потеря напряжения на линии:
Где: Р/ — мощность электроприемников каждого ответвления, Вт; Рn – общая мощность каждого участка линии, Вт; Uн – номинальное напряжение сети, В;
Из формул (5) – (8) по заданной допустимой потере напряжений определяется сечение проводов.
Формулы, полученные для определения потерь в двухпроводной сети постоянного тока, будут справедливы и для однофазных линий переменного тока, при условии, что нагрузка активная (например, только лампы накаливания), а индуктивное и емкостное сопротивление не учитывается.