Spanningsverlies verwijst naar het numerieke spanningsverschil over de uiteinden van impedantiecomponenten in een circuit.. Bij technische berekeningen, het spanningsverlies benadert de longitudinale component van de spanningsval.
Spanningsverliezen in een circuit kunnen in twee delen worden verdeeld:
Eerste deel: Het wordt veroorzaakt door het actieve vermogen in de weerstand R van het circuit, uitgedrukt als PR/U.
Tweede deel: Het wordt veroorzaakt door de reactieve stroom die wordt geïnduceerd door de reactantie van het circuit, uitgedrukt als QX/U. Voor lijnen van 110 kilovolt of meer, De relatie tussen X en R is bij benadering 4 a 10, dus spanningsverliezen veroorzaakt door reactantie zijn overheersend.
Berekening van spanningsverliezen in algemene circuits (voor het langste voedingscircuit)
Van B2F-substation tot SOHO-verdeelkast voor algemene verlichting
Invoerparameters: Bedrijfsspanning U = 0.38 (kV), Dichtbevolkte rail 1600A, Berekende werkstroom Ig = 850 (A), Circuitlengte L = 0.200 (km), Vermogensfactor cosφ = 0.85.
Circuitmateriaal: Koper.
Tussenliggende parameters: Weerstand r = 0.033 (O/km), Reactantie x = 0.020 (O/km).
Berekeningsformule en resultaat: 0,38KV circuitspanningsverlies – ΔU1% = (173/U) * Ig * L * (R * cosφ + X * zondeφ) = (173/(0.38*1000)) * 850 * 0.2 * (0.033 * 0.85 + 0.020 * 0.53) = 2.99.
Van algemene verlichtingsverdeelkast tot SOHO-kantoorverdeelkast
Invoerparameters: Bedrijfsspanning U = 0.22 (kV).
Type kabel: Draad; Kabeldoorsnede S = 10 (mm2); Berekende werkstroom Ig = 16 (A); Circuitlengte L = 0.050 (km). Vermogensfactor cosφ = 0.85.
Circuitmateriaal: Koper.
Tussenliggende parameters: Weerstand r = 2.25 (O/km), Reactantie x = 0.087 (O/km).
Berekeningsformule en resultaat: 0,38KV circuitspanningsverlies – ΔU2% = (173/U) * Ig * L * (R * cosφ + X * zondeφ) = (173/(0.38*1000)) * 16 * 0.050 * (2.25 * 0.85 + 0.087 * 0.53) = 0.72.
Van de SOHO-kantoorverdeelkast tot het verste armatuur
Invoerparameters: Bedrijfsspanning U = 0.22 (kV).
Type kabel: Draad, Kabeldoorsnede S = 2.5 (mm2); Berekende werkstroom Ig = 4.5 (A); Circuitlengte L = 0.020 (km); Vermogensfactor cosφ = 0.85.
Circuitmateriaal: Koper.
Tussenliggende parameters: Weerstand r = 8.97 (O/km), Reactantie x = 0.1 (O/km).
Berekeningsformule en resultaat: 0,22KV circuitspanningsverlies – ΔU3% = (200/U) * Ig * L * (R * cosφ + X * zondeφ) = (200/(0.22*1000)) * 4.5 * 0.020 * (8.97 * 0.85 + 0.1 * 0.53) = 0.59.
Berekening van spanningsverliezen in openbare verlichting (voor het langste voedingscircuit)
Van B2F-substation tot SOHO-straatverlichtingsverdeelkast
Invoerparameters: Bedrijfsspanning U = 0.38 (kV)
Type kabel: Vooraftakte kabel, Kabeldoorsnede S = 95 (mm2); Berekende werkstroom Ig = 129 (A); Circuitlengte L = 0.200 (km); Vermogensfactor cosφ = 0.85.
Circuitmateriaal: Koper.
Tussenliggende parameters: Weerstand r = 0.229 (O/km), Reactantie x = 0.077 (O/km).
Berekeningsformule en resultaat: 0,38KV circuitspanningsverlies – ΔU% = (173/U) * Ig * L * (R * cosφ + X * zondeφ) = (173/(0.38*1000)) * 129 * 0.2 * (0.229 * 0.85 + 0.077 * 0.526783) = 2.76
Van de straatverlichtingsverdeelkast tot het verste armatuur
Invoerparameters: Bedrijfsspanning U = 0.22 (kV)
Type kabel: Kabelgeleider, Kabeldoorsnede S = 2.5 (mm2); Berekende werkstroom Ig = 4.5 (A); Circuitlengte L = 0.030 (km); Vermogensfactor cosφ = 0.85.
Circuitmateriaal: Koper.
Tussenliggende parameters: Weerstand r = 8.97 (O/km), Reactantie x = 0.1 (O/km)
Berekeningsformule en resultaat: 0,22KV circuitspanningsverlies – ΔU3% = (200/U) * Ig * L * (R * cosφ + X * zondeφ) = (200/(0.22*1000)) * 4.5 * 0.030 * (8.97 * 0.85 + 0.1 * 0.526783) = 0.88
Totaal spanningsverlies van het B2F-substation tot de verste verlichtingsarmatuur van het SOHO-kantoor
Het is te zeggen: ΔU% = ΔU1% + ΔU2% = 2.76 + 0.88 = 3.64
Spanningsverliezen zijn minder dan 5%, die voldoet aan de eisen van de regelgeving.
Tabel met kabelspanningsverlies
Tabel met spanningsverlies per kilowatt per kilometer belasting voor 660V koperen kabels
| COSΦ | 4 | 6 | 10 | 16 | 25 | 35 | 50 | 70 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0.6 | 1.295 | 0.876 | 0.524 | 0.342 | 0.225 | 0.167 | 0.128 | 0.096 |
| 0.65 | 1.290 | 0.873 | 0.521 | 0.319 | 0.222 | 0.164 | 0.125 | 0.093 |
| 0.7 | 1.286 | 0.869 | 0.517 | 0.336 | 0.219 | 0.161 | 0.122 | 0.091 |
| 0.75 | 1.283 | 0.866 | 0.514 | 0.333 | 0.216 | 0.158 | 0.119 | 0.088 |
| 0.8 | 1.280 | 0.863 | 0.512 | 0.330 | 0.214 | 0.156 | 0.117 | 0.086 |
| 0.85 | 1.277 | 0.861 | 0.509 | 0.327 | 0.211 | 0.152 | 0.114 | 0.083 |
| 0.9 | 1.219 | 0.858 | 0.506 | 0.325 | 0.208 | 0.151 | 0.112 | 0.081 |
| R0(O/km) | 5.500 | 3.690 | 2.160 | 1.370 | 0.864 | 0.616 | 0.448 | 0.315 |
| X0(O/km) | 0.101 | 0.095 | 0.092 | 0.090 | 0.088 | 0.084 | 0.081 | 0.078 |
Berekening van spanningsverlies voor 660V koperen kabels met rubberen mantel
| Kabelsectie | Spanningsverlies per kW·km | Berekend vermogen (kW) | Kabellengte (km) | Vermogen en lengteproduct (kW·km) | Spanningsverlies |
|---|---|---|---|---|---|
| 50 | 0.119 | P=20 | L=1,5 | PL=30 | ΔU=3,57 |
| 16 | 0.333 | P=37 | L=0,01 | PL=0,37 | ΔU=0,12321 |
| 16 | 0.333 | P=22 | L=0,01 | PL=0,22 | ΔU=0,07326 |
| 25 | 0.216 | P=10 | L=0,5 | PL=5 | ΔU=1,08 |
| 35 | 0.158 | P=59 | L=0,48 | PL=28,32 | ΔU=4,47456 |
| 70 | 0.088 | P=13 | L=0,5 | PL=6,5 | ΔU=0,572 |
Conclusie
Het berekenen van de spanningsval op elektriciteitsleidingen is essentieel om een betrouwbare en efficiënte stroomvoorziening te garanderen. Met deze meting kan het spanningsverlies over het hele elektrische netwerk worden geëvalueerd, Dit helpt systeemstoringen te voorkomen en de servicekwaliteit te behouden. Ook, Het kennen van de spanningsval vergemakkelijkt een goede planning van de spanningsval elektrische infrastructuur, waardoor de benodigde geleiders en apparatuur de juiste afmetingen kunnen krijgen om verliezen te minimaliseren en de energie-efficiëntie te optimaliseren.