Розрахунок ліній постійного струму
На рисунку 6.1, а зображена лінія постійного струму з трьома навантаженнями. У зв’язку з тим що прямий і зворотний проводи такої лінії виконують однаковими, можна замінити її однолінійним зображенням (рисунок 6.1, б). Такий метод застосовують і в трифазних симетричних мережах.
а б
а – розгорнута схема; б – однолінійна схема.
Рисунок 6.1 – Розрахункова схема лінії постійного струму
Приймаємо наступні позначення:
– струми навантаження, А;
– струми в лінії (лінійні струми), А;
– довжина окремих ділянок лінії, м;
– сумарна довжина від навантаження до початку лінії, м;
– опори окремих ділянок лінії, Ом;
– сумарні опори від навантаження до початку лінії, Ом;
Очевидно, що
; ; .
З рисунку 6.1, б також видно, що
; ; .
; ; .
Падіння напруги , В, дорівнює різниці напруг на початку і в кінці лінії. Його можна знайти за законом Ома:
. (6.1)
Як видно із виразу (6.1) падіння напруги подвоюється, оскільки воно має місце в прямому і в зворотному проводах. У скороченому вигляді вираз (6.1) можна записати як:
. (6.2)
Якщо струми в лінії замінити струмами навантаження, то вираз (6.1) матиме наступний вигляд:
або в загальному вигляді:
. (6.3)
Якщо лінія виконана проводами одного перерізу, то
, (6.4)
, (6.5)
де – питома провідність матеріалу проводу, См/м;
– переріз проводу, мм2.
Тоді падіння напруги в лінії:
, (6.6)
або
. (6.7)
Якщо задане допустиме падіння напруги в лінії , В, то переріз проводів знаходять за виразами:
, (6.8)
. (6.9)
В ряді випадків у вихідних даних навантаження лінії і споживачів можуть бути виражені потужностями.
Позначимо: через р, Вт, потужність навантаження; через Р, Вт, потужність лінії; через , В, номінальну напругу мережі.
Наближено можна вважати, що
;
.
Підставивши ці значення у вирази (6.8) та (6.9) одержимо:
, (6.10)
. (6.11)
Якщо падіння напруги виразити не у вольтах, а у процентах від номінальної напруги, тобто
,
тоді вирази (6.8) та (6.9) можна перетворити на наступні:
, (6.12)
. (6.13)
Аналогічно можна перетворити і вирази (6.10) та (6.11):
, (6.14)
. (6.15)