Падение напряжения в сети: что, почему, как и подробные факты

В данной статье описывается падение напряжения в сети и его характеристики. Линейное напряжение — это разность потенциалов между двумя фазами или линиями в многофазной системе. Высокое сопротивление является основной причиной падения напряжения в сети.

Падение напряжения становится решающим фактором в случае длинных кабелей или линий электропередачи. Чрезмерное падение напряжения в сети может повредить электроприборы, повредить их и сократить срок их службы. Чтобы свести к минимуму падение напряжения в линии, одним из эффективных способов является увеличение размера или диаметра проводника, что снижает общее сопротивление линии. 

Что такое падение напряжения в линии передачи?

Полное сопротивление в линии передачи является основной причиной падения напряжения на ней. Импеданс формируется из параметров линии передачи, таких как сопротивление, индуктивность, емкость и шунтирующая проводимость. 

Четыре параметра линии передачи суммируются, чтобы обеспечить полное сопротивление протеканию тока, и, таким образом, падение напряжения происходит по всей длине линии передачи. При нулевой нагрузке падение напряжения на обоих концах одинаково. В нагрузке, если падение напряжения увеличивается, напряжение на приемном конце линии уменьшается и наоборот. 

Электростанция Летаба
Линия передачи; Кредит изображения: Flickr

Что вызывает падение напряжения в сети?

Падение напряжения в линии является результатом действия множества факторов, присутствующих в линии передачи. Чрезмерная нагрузка, избыточные соединения, повышенное сопротивление проводника и т. д. являются причиной падения напряжения в сети.

Две основные причины падения напряжения в сети: 

  1. Падение напряжения в линии из-за индуктивного сопротивления почти в 10 раз превышает общее падение напряжения на сопротивлении линии.
  2. Падение напряжения, вызванное высоким сопротивлением линии, является номинальным по сравнению с индуктивное сопротивление падение напряжения.

Подробнее…Падение напряжения для одной фазы: как рассчитать и подробные факты

Формула падения напряжения в сети?

Существуют две разные формулы для расчет падения напряжения в однофазном и трехфазном исполнении. В случае однофазной системы имеется только одна линия электропередачи. В случае трехфазной системы есть три линии электропередач.

Падение линейного напряжения для одной фазы равно –

Падение линейного напряжения для трех фаз –

Где Z = импеданс линии 

I = ток нагрузки

L = длина в футах (деленная на 1,000, поскольку стандартные значения импеданса даны на каждые 1,000 футов)

Часто задаваемые вопросы

График падения напряжения в сети

Максимальное падение напряжения 3% допустимо через провод из любого материала. Вот график падения напряжения на 3% при однофазном подключении для 110 вольт. 

Изображение кредита: Pinterest

Резистор падения сетевого напряжения

Хотя каждый резистор падает потенциал, когда через него проходит ток, гасящий резистор — это специальное оборудование, используемое для снижения напряжения. Он включается последовательно с нагрузкой, чтобы снизить напряжение нагрузки.

Единственной целью использования резистора, снижающего напряжение в сети, является обеспечение цепи дополнительным сопротивлением. Падение напряжения можно рассчитать, просто используя общий закон Ома.

Падение напряжения воздушной линии 

Воздушная линия представляет собой электрический кабель, передающий электрическую энергию на большие площади или в электровозы. Как правило, воздушные линии имеют более высокую падение напряжения чем подземные кабели. 

В воздушных линиях индуктивность намного выше, чем индуктивность изолированных подземных кабелей. Поскольку падение напряжения увеличивается с индуктивностью, более высокое падение напряжения происходит в воздушных линиях той же длины. Кроме того, большее расстояние между проводниками вызывает падение напряжения в воздушных линиях. 

Расчет падения напряжения в воздушной линии

Падение напряжения в воздушной линии может быть получено либо точным, либо приближенным методом. В последнем падение напряжения

где I = линейный ток, R = сопротивление, X = реактивное сопротивление, а тета — фазовый угол.

В точном методе еще одна величина Es или добавляется напряжение источника. Таким образом, точное падение напряжения в сети

покупкаθ и грехθ также известны как коэффициент мощности и реактивный коэффициент нагрузки соответственно. 

Подробнее…Падение напряжения трансформатора: что, почему, как найти и подробные факты

Падение напряжения в линии конденсатора

Проводники, присутствующие в линии передачи, образуют конденсатор, действующий как параллельные пластины, а воздух работает как диэлектрическая среда. Емкость зависит от длины линии и усиливает ток в линии. 

Емкость в линии передачи зависит от формы, размера и расстояния между проводниками. Поскольку емкость обратно пропорциональна напряжению, меньшая емкость приведет к большему падению напряжения в линии передачи. Точно так же высокое значение емкости приведет к низкому падению напряжения. 

Падение напряжения в сети

Линии снабжения представляют собой комбинацию длинных электрических проводов и поддерживающих их конструкций для передачи электроэнергии. 

Многие факторы, такие как нагрузка, слишком много проводников, высокое сопротивление и т. д., вызывают падение напряжения в линии питания. Для ответвленной цепи или отдельного фидера рекомендуемое падение напряжения в проводниках составляет не более 3%. Суммарное падение напряжения двух не должно превышать уровень 5%.

Падение напряжения на линейном дросселе

Сетевой дроссель — это электрический компонент (в основном индуктор), который можно использовать для защиты полупроводниковых устройств, таких как частотно-регулируемые приводы и другие устройства, от переходных процессов, скачков напряжения и скачков напряжения. 

Процент, указанный в линейном дросселе, не является мерой падения напряжения на нем. Поскольку реактивное сопротивление является индуктивным, а напряжение находится в фазе с током, падение напряжения тангенциально линейному току. Так что, если у нас есть сетевой дроссель 5%, падение напряжения на нем может быть где-то около 2-3% от общего напряжения.

Падение напряжения линейного регулятора

Линейный регулятор напряжения это устройство, поддерживающее определенное напряжение. Входное напряжение в линейном стабилизаторе всегда больше, чем выходное напряжение. Эта разница в напряжении заставляет работать линейный регулятор. 

Линейные или понижающие регуляторы управляют заданным напряжением и снабжают нагрузку электрической энергией. Регулируемое напряжение иногда оказывается разным из-за падения напряжения в соединенных линиях. Падение напряжения зависит от сопротивления или полного сопротивления между нагрузкой и линейным регулятором.

Расчет падения напряжения между линией и нейтралью

Для однофазной системы напряжение линии к нейтрали является более низким напряжением (обычно 120 вольт). Это напряжение между нейтралью и одной из линий. Падение напряжения между линией и нейтралью составляет однофазное значение на 2. 

Для трехфазной электрической системы мы можем найти напряжение между линией и нейтралью, используя тот же процесс. Это более низкое напряжение (обычно 277-347 Вольт). Это напряжение между нейтралью и одной из трех фазных линий. Падение напряжения между линией и нейтралью равно трехфазному значению на √3. 

Линейное падение напряжения питания

Когда в линиях используются регуляторы электропитания, они регулируют заданное напряжение для снабжения нагрузки электрической энергией. В ряде случаев регулируется напряжение сталкивается с колебаниями из-за падения напряжения на линии. 

Влияние сильного тока на падение напряжения больше, чем слабого тока. Если электричество разделить в соответствии с областью и потребляемой нагрузкой, произойдет снижение напряжения между контролируемым напряжением и областью, где требуется мощность. Это снижение мощности зависит от сопротивления, существующего между контроллером и нагрузкой.

Потери в линии в зависимости от падения напряжения

Потери в линии передачи относятся к потерям мощности из-за различных потерь, таких как омические потери, потери в меди, диэлектрические потери и т. д. Падение напряжения в линия электропередачи это потеря потенциала, вызванная всеми факторами импеданса.

Вот сравнительная таблица причин пропадания и падения напряжения в линии.

Потеря линииПадение напряжения
Потери I2R являются наиболее серьезной причиной потерь в линии. Одним из основных факторов, влияющих на падение напряжения, является сопротивление линии. 
Другие ответственные потери: Диэлектрические потери и потери проводимостиПотери на корону в воздушных линиях высокого напряженияПотери излучения в высокочастотных линияхИндукционные потери из-за магнитной связи между проводами. Падение напряжения, вызванное индуктивным реактивным сопротивлением, также имеет решающее значение, поскольку оно очень велико. 

Также читайте дальше…..Падение напряжения на диоде: что, почему, как и подробные факты

Наверх