Qu'est-ce qu'une perte de tension et les causes de la perte de tension

Perte de tension de ligne

Pour comprendre ce qu'est la perte de tension, considérons le diagramme vectoriel de tension d'une ligne AC triphasée (Fig. 1) avec une seule charge à l'extrémité de la ligne (Fig. 1)I).

Supposons que le vecteur courant soit décomposé en composantes Azi et AzP. En figue. 2 les vecteurs tension phase en bout de ligne sont tracés à l'échelle U3ph et courant AziLing en phase d'un angle φ2.

Pour obtenir le vecteur de tension au début de la ligne U1φ suit le vecteur à la fin U2ph, tracez le triangle de chute de tension de la ligne (abc) sur l'échelle de tension. Pour cela, le vecteur ab, égal au produit du courant et de la résistance active de la ligne (AzR), est situé parallèlement au courant, et le vecteur b° C, égal au produit du courant et de la résistance inductive de la ligne ( AzX), est perpendiculaire au vecteur courant .Dans ces conditions, la droite reliant les points O et c correspond à la grandeur et à la position dans l'espace du vecteur contrainte en début de ligne (U1e) par rapport au vecteur contrainte en fin de ligne (U2e). En connectant les extrémités des vecteurs U1f et U2e, on obtient le vecteur chute de tension de l'impédance linéaire ac = IZ.

Riz. 1. Schéma avec une seule charge de fin de ligne

Riz. 2. Diagramme vectoriel des tensions pour une ligne avec une seule charge. Perte de tension de ligne.

Convenez d'appeler perte de tension la différence algébrique entre les tensions de phase au début et à la fin de la ligne, c'est-à-dire le segment ad ou le segment presque égal ac '.

Le diagramme vectoriel et les relations qui en découlent montrent que la perte de tension dépend des paramètres du réseau, ainsi que des composantes actives et réactives du courant ou de la charge.

Lors du calcul de la quantité de perte de tension dans le réseau, la résistance active doit toujours être prise en compte et la résistance inductive peut être négligée dans les réseaux d'éclairage et dans les réseaux réalisés avec des sections jusqu'à 6 mm2 et des câbles jusqu'à 35 mm2.

Détermination de la perte de tension dans le réseau

La perte de tension pour un système triphasé est généralement indiquée pour des quantités linéaires, qui sont déterminées par la formule

où l — longueur de la section correspondante du réseau, km.

Si nous remplaçons courant par puissance, la formule prendra la forme :

où P. — puissance active, B- puissance réactive, kVar; l - longueur de la section, km; Un — tension nominale du réseau, kV.

Changement de tension de ligne

Chute de tension admissible

Pour chaque récepteur de puissance, une certaine perte de tension... Par exemple, les moteurs à induction ont une tolérance de tension de ± 5% dans des conditions normales.Cela signifie que si la tension nominale de ce moteur électrique est de 380 V, alors la tension U„extra = 1,05 Un = 380 x1,05 = 399 V et U»add = 0,95 Un = 380 x 0,95 = 361 V doit être considérée comme les valeurs de tension maximales admissibles. Naturellement, toutes les tensions intermédiaires entre les valeurs 361 et 399 V satisferont également l'utilisateur et constitueront une certaine zone que l'on peut appeler la zone des tensions souhaitées.

Étant donné que pendant le fonctionnement de l'entreprise, il y a un changement constant de la charge (puissance ou courant traversant les fils à un certain moment de la journée), diverses pertes de tension se produiront dans le réseau, variant des valeurs correspondantes les plus élevées au mode de charge maximale dUmax, au plus petit dUmin correspondant à la charge minimale de l'utilisateur.

Pour calculer le montant de ces pertes de tension, utilisez la formule :

Du diagramme vectoriel des tensions (Fig. 2), il s'ensuit que la tension réelle du récepteur U2f peut être obtenue si nous soustrayons la valeur dUf de la tension au début de la ligne U1f, ou, en passant à une phase linéaire, c'est-à-dire -à la tension phase, on obtient U2 = U1 — dU

Calcul des pertes de tension

Un exemple. Le consommateur, constitué de moteurs asynchrones, est connecté aux bus du poste de transformation de l'entreprise, qui maintiennent une tension constante tout au long de la journée U1 = 400 V.

La charge utilisateur la plus élevée est notée à 11 h, tandis que la perte de tension dUmax = 57 V, soit dUmax% = 15 %. La plus petite charge de consommation correspond à la pause déjeuner, tandis que dUmin — 15,2 V, ou dUmin% = 4 %.

Il est nécessaire de déterminer la tension réelle chez l'utilisateur dans les modes de charge les plus élevés et les plus bas et de vérifier qu'elle se situe dans la plage de tension souhaitée.

Riz. 3. Diagramme de potentiel pour une ligne avec une seule charge pour déterminer la perte de tension

Répondre. Déterminez les valeurs de tension réelles :

U2Max = U1 — dUmax = 400 — 57 = 343 V

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

La tension souhaitée pour les moteurs asynchrones avec Un = 380 V doit remplir la condition :

399 ≥ U2jel ≥ 361

En substituant les valeurs de contrainte calculées dans l'inégalité, nous nous assurons que pour le plus grand mode de charge, le rapport 399> 343> 361 n'est pas rempli et que pour les plus petites charges 399> 384,8> 361 est remplie.

Sortie. Dans le régime de plus grandes charges, la perte de tension est si importante que la tension chez l'utilisateur sort de la zone des tensions souhaitées (diminution) et ne satisfait pas l'utilisateur.

Cet exemple peut être illustré graphiquement par le diagramme de potentiel de la Fig. 3. En l'absence de courant, la tension chez l'utilisateur sera numériquement égale à la tension des bus d'alimentation. La chute de tension étant proportionnelle à la longueur de la ligne d'alimentation, la tension en présence d'une charge évolue le long de la ligne selon une droite inclinée de la valeur U1 = 400 V à la valeur U2Max = 343 V et U2min = 384,8 V .

Comme on peut le voir sur le diagramme, la tension à la charge la plus élevée a quitté la zone des tensions souhaitées (point B sur le graphique).

Ainsi, même avec une tension constante sur les jeux de barres du transformateur d'alimentation, des changements brusques de la charge peuvent créer une valeur de tension inacceptable au niveau du récepteur.

De plus, il peut arriver que lorsque la charge sur le réseau passe de la charge la plus élevée pendant la journée à la charge la plus faible la nuit, le système électrique lui-même ne sera pas en mesure de fournir la tension nécessaire aux bornes du transformateur. Dans les deux cas, il faut recourir à des moyens de variation locale, principalement de tension.

Perte de tension dans le transformateur (en images)