Calcul des réseaux de chute de tension

Les consommateurs d'énergie électrique fonctionnent normalement lorsque leurs bornes sont alimentées par la tension pour laquelle le moteur ou l'appareil électrique donné est conçu. Lorsque l'électricité est transmise par des fils, une partie de la tension est perdue par la résistance des fils et, par conséquent, à la fin de la ligne, c'est-à-dire chez le consommateur, la tension est inférieure à celle du début de la ligne .

Une réduction de la tension du consommateur par rapport à la normale affecte le fonctionnement du pantographe, que ce soit pour les charges de puissance ou d'éclairage. Par conséquent, lors du calcul d'une ligne électrique, les écarts de tension ne doivent pas dépasser les normes autorisées, les réseaux sélectionnés à partir de la charge actuelle et destinés au chauffage sont généralement vérifiés par perte de tension.

La perte de tension ΔU appelée différence de tension au début et à la fin de la ligne (section de la ligne). Il est d'usage de spécifier ΔU en unités relatives - par rapport à la tension nominale. Analytiquement, la perte de tension est déterminée par la formule :

où P — puissance active, kW, Q — puissance réactive, kvar, résistance de ro — ligne, Ohm/km, xo — résistance inductive de ligne, Ohm/km, l — longueur de ligne, km, Unom — tension nominale , kV .

Les valeurs de résistance active et inductive (Ohm / km) pour les lignes aériennes réalisées avec du fil A-16 A-120 sont données dans les tableaux de référence. La résistance active de 1 km de conducteurs en aluminium (classe A) et en acier-aluminium (classe AC) peut également être déterminée par la formule :

où F est la section du fil en aluminium ou la section de la partie en aluminium du fil AC, mm2 (la conductivité de la partie en acier du fil AC n'est pas prise en compte).

Selon PUE («Règles pour les installations électriques»), pour les réseaux électriques, l'écart de tension par rapport à la normale ne doit pas dépasser ± 5%, pour les réseaux d'éclairage électrique des entreprises industrielles et des bâtiments publics - de + 5 à - 2,5%, pour le résidentiel réseaux d'éclairage électrique bâtiments et éclairage extérieur ± 5 %. Lors du calcul des réseaux, ils partent de la perte de tension admissible.

Compte tenu de l'expérience acquise dans la conception et l'exploitation des réseaux électriques, les pertes de tension admissibles suivantes sont prises en compte: pour la basse tension - des bus de la salle du transformateur au consommateur le plus éloigné - 6%, et cette perte est répartie approximativement comme suit : du poste ou du poste de transformation abaisseur à l'entrée du local selon la densité de charge — de 3,5 à 5 %, de l'entrée à l'usager le plus éloigné — de 1 à 2,5 %, pour les réseaux haute tension en temps normal exploitation sur les réseaux câblés — 6 %, en aérien — 8 %, en mode d'urgence du réseau dans les réseaux câblés — 10 % et en aérien — 12 %.

On pense que les lignes triphasées à trois fils avec une tension de 6 à 10 kV fonctionnent avec une charge uniforme, c'est-à-dire que chacune des phases d'une telle ligne est chargée de manière uniforme. Dans les réseaux basse tension, en raison de la charge d'éclairage, il peut être difficile d'obtenir une répartition uniforme entre les phases, c'est pourquoi un système à 4 fils avec courant triphasé 380/220 V y est le plus souvent utilisé. système, les moteurs électriques sont connectés à des fils linéaires et l'éclairage est réparti entre les fils de ligne et les fils neutres. De cette façon, la charge des trois phases est égalisée.

Lors du calcul, vous pouvez utiliser à la fois les puissances indiquées et les valeurs des courants qui correspondent à ces puissances.Dans les lignes d'une longueur de plusieurs kilomètres, ce qui s'applique en particulier aux lignes avec une tension de 6-10 kV, il est nécessaire de prendre en compte l'influence de la résistance inductive du fil sur la perte de tension dans la ligne.

Pour les calculs, la résistance inductive des fils de cuivre et d'aluminium peut être supposée égale à 0,32-0,44 Ohm / km, et la valeur inférieure doit être prise à de petites distances entre les fils (500-600 mm) et les sections transversales du fil sur 95 mm2, et plus à des distances de 1000 mm et plus et des sections 10-25 mm2.

La perte de tension dans chaque conducteur d'une ligne triphasée, en tenant compte de la résistance inductive des conducteurs, est calculée par la formule

où le premier terme à droite est la composante active et le second est la composante réactive de la perte de tension.

La procédure de calcul de la perte de tension d'une ligne électrique avec des conducteurs en métaux non ferreux, en tenant compte de la résistance inductive des conducteurs, est la suivante:

1. Nous avons fixé la valeur moyenne de la résistance inductive pour le fil d'aluminium ou d'acier-aluminium à 0,35 Ohm / km.

2. Nous calculons les charges actives et réactives P, Q.

3. Calculer la perte de tension réactive (inductive)

4. La perte de tension active admissible est définie comme la différence entre la perte de tension réseau spécifiée et la perte de tension réactive :

5. Déterminer la section transversale du fil s, mm2

où γ est l'inverse de la résistance spécifique ( γ = 1 / ro - conductivité spécifique).

6. Nous choisissons la valeur standard la plus proche de s et trouvons pour elle la résistance active et inductive à 1 km de la ligne (ro, NS).

7. Calculez la valeur mise à jour perte de tension selon la formule.

La valeur résultante ne doit pas dépasser la perte de tension admissible.Si cela s'avère plus acceptable, vous devrez alors prendre un fil avec une section plus grande (suivante) et le recalculer.

Pour les lignes CC, il n'y a pas de résistance inductive et les formules générales données ci-dessus sont simplifiées.

Calcul des pertes de tension à courant constant des réseaux NS.

Soit la puissance P, W transmise le long d'une ligne de longueur l, mm, cette puissance correspond au courant

où U est la tension nominale, V.

Résistance du fil aux deux extrémités

où p est la résistance spécifique du conducteur, s est la section transversale du conducteur, mm2.

Perte de tension de ligne

La dernière expression permet de faire un calcul numérique de la perte de tension dans une ligne existante lorsque sa charge est connue, ou de choisir la section du conducteur pour une charge donnée

Calcul des réseaux alternatifs monophasés pour les pertes de tension.

Si la charge est purement active (éclairage, appareils de chauffage, etc.), le calcul ne diffère pas du calcul de ligne constante ci-dessus. Si la charge est mixte, c'est-à-dire que le facteur de puissance diffère de l'unité, alors les formules de calcul prennent la forme :

perte de tension de ligne

et la section requise du conducteur de ligne

Pour un réseau de distribution avec une tension de 0,4 kV, qui alimente les lignes de traitement et autres récepteurs électriques des entreprises du bois ou du bois, son schéma de conception est établi et la perte de tension est calculée pour les sections individuelles. Pour la commodité des calculs dans de tels cas, utilisez des tables spéciales. Donnons un exemple d'un tel tableau, qui montre les pertes de tension dans une ligne aérienne triphasée avec des conducteurs en aluminium avec une tension de 0,4 kV.

Les pertes de tension sont déterminées par la formule suivante :

où ΔU—perte de tension, V, ΔUsection — valeur des pertes relatives, % pour 1 kW • km, Ma — le produit de la puissance transmise P (kW) par la longueur de la ligne, kW • km.