7.3.2. Выбор сечения по допустимой потере напряжения

Под действием тока нагрузки в двухпроводной линии имеют место потери напряжения:

∆U = 2RI,

где R - сопротивление каждого провода линии, определяемое по формуле R = ρl / S.

Используя ее, получают:

∆U = 2ρlI / S.

Из этой формулы площадь сечения провода:

S = 2ρlI / ∆U.

Стандартами установлены допустимые отклонения напряжения приемников от номинальных напряжений и в соответствии с этим - допустимые потери напряжения для электрических линий ∆U_доп (для осветительной нагрузки ∆U_доп = 2 %, для воздушной линии ∆U_доп = 5 - 5,5 %; для шлангового кабеля ∆U_доп = 0,5 … 1,5 %).

При расчетах электрических сетей площади сечения проводов, выбранные по допустимому току, проверяют по допустимой потере напряжения, для чего по формуле ∆U = 2RI рассчитывают потери напряжения в линии и сравнивают их с ∆U_доп.

Необходимо, чтобы соблюдалось условие:

∆U ≤ ∆U_доп.

Источники информации:
1. А.С.Касаткин § 1.8
2. А.Я.Шихин § 94 (с.285 - 287).

7.4. Снижение потерь мощности при передаче электроэнергии.

Потеря электроэнергии при передаче по проводам трехфазной линии определяется формулой:

W = PRt10³ / (U²cos ϕ²),

где W - потеря электроэнергии, кВт•ч; Р - передаваемая мощность, кВт; R - активное сопротивление питающей линии, Ом; t - время, ч; U - напряжение передающей сети, В.

Из формулы следует, что для снижения потерь электроэнергии надо использовать более высокие напряжения, стремиться к сокращению протяженности сетей до 1000 В, применять меры по повышению коэффициента мощности.

На значение коэффициента мощности электроустановки отрицательно сказывается наличие малозагруженных электродвигателей и трансформаторов. Поэтому в первую очередь проводятся мероприятия организационного порядка, направленные на то, чтобы естественный коэффициент мощности достиг максимального значения. Если этих мер недостаточно, то применяют батареи конденсаторов, синхронные компенсаторы.

Методика расчета величины и места расположения конденсаторов сложна, но в приближенных расчетах значение мощности емкостной батареи (кВар) определяется по формуле

Q_c = P_p (0,33 - tg φ_p),

где Q_c - мощность конденсаторной батареи; Р_р - расчетная активная мощность нагрузки кВт; tg φ_p - расчетный тангенс.

По каталожным данным выбирают ближайший стандартный конденсатор. Устанавливают батареи конденсаторов или на подстанции, или непосредственно у потребителя.

Источник информации:
1. А.Я.Шихин § 95 (с.290).

7.5. Электропривод

Электропривод - это совокупность устройств, приводящих в движение производственные машины и установки при помощи электродвигателей.

Электрическая часть электропривода состоит из электродвигателя и электроаппаратуры, служащей для управления электродвигателем. Вращающий момент, создаваемый на валу электродвигателя, передается на вал рабочей машины с помощью передаточных устройств: шестерен, редукторов, ремней, муфт и т.д. (механическая часть электропривода).

Общая структурная схема электропривода приведена на рис. 7.6.

Рис. 7.6

Основным элементом электропривода служит двигатель 1, который вырабатывает механическую энергию за счет потребляемой электрической энергии. От электродвигателя механическая энергия через передаточное устройство 7 (механическое, гидравлическое, электромагнитное) подается на исполнительный орган 5 рабочей машины 6, за счет чего тот совершает требуемое механическое движение.

Электрическая энергия поступает в электропривод от источника электроэнергии 3. Между двигателем и источником электроэнергии включается силовой преобразователь 2 для получения электроэнергии с требуемыми для электродвигателя параметрами.

Функции управления и автоматизации в электроприводе осуществляется маломощным блоком управления 4. Этот блок вырабатывает сигнал управления U_у с помощью входного сигнала U_з, задающего характер движения исполнительного органа, и ряда дополнительных сигналов U_Д.С..