Lijnspanningsdaling: wat, waarom, hoe en gedetailleerde feiten


Dit artikel beschrijft de lijnspanningsval en de kenmerken ervan. De lijnspanning is het potentiaalverschil tussen twee fasen of lijnen in een meerfasensysteem. Hoge weerstand is de belangrijkste reden achter de daling van de lijnspanning.

Spanningsval wordt een cruciale factor in het geval van lange kabels of transmissielijnen. Een te grote daling van de lijnspanning kan elektrische apparaten beschadigen, ze beschadigen en hun levensduur verkorten. Om de lijnspanningsval te minimaliseren, is dit een efficiënte manier om de grootte of diameter van de geleider te vergroten, waardoor de algehele lijnweerstand wordt verlaagd. 

Wat is een spanningsval in de transmissielijn?

De impedantie in de transmissielijn is de belangrijkste reden voor de spanningsval erover. De impedantie wordt gegenereerd uit de transmissielijnparameters zoals weerstand, inductantie, capaciteit en shuntgeleiding. 

De vier transmissielijnparameters vormen samen een impedantie voor de stroom en dus treedt er spanningsval op over de gehele lengte van de transmissielijn. Bij nullast is de spanningsval aan beide uiteinden gelijk. In belasting, als de spanningsval stijgt, neemt de spanning aan het ontvangende uiteinde van de lijn af en vice versa. 

De krachtcentrale van Lethaba
Transmissielijn; Afbeelding tegoed: Flickr

Wat veroorzaakt lijnspanningsdaling?

Lijnspanningsdaling is het resultaat van meerdere factoren die aanwezig zijn in de transmissielijn. Overmatige belasting, redundante verbindingen, verhoogde geleiderweerstand enz. Zijn verantwoordelijk voor lijnspanningsdaling.

De twee belangrijkste redenen van lijnspanningsdaling zijn- 

  1. Spanningsval in lijn als gevolg van inductieve reactantie- Het is bijna 10 keer hoger dan de algemene lijnweerstandsspanningsval.
  2. Spanningsval veroorzaakt door hoge lijnweerstand - Het is nominaal in vergelijking met de inductieve reactantie spanningsdaling.

Lees meer over…Spanningsval voor eenfase: hoe te berekenen en gedetailleerde feiten

Formule voor lijnspanningsdaling?

Er zijn twee verschillende formules voor: spanningsval berekenen in eenfasige en driefasige. In het geval van een enkelfasig systeem is er slechts één voedingslijn. In het geval van een driefasensysteem zijn er drie hoogspanningslijnen.

De lijnspanningsval voor eenfase is – [Latex] V_{drop} = \frac{2\times Z\times I\times L} {1000} [/Latex]

De lijnspanningsval voor driefasen is – [Latex] V_{drop} = \frac{√3\times Z\times I\times L} {1000} [/Latex]

Waar, Z = Impedantie van de lijn 

ik = laadstroom

L = lengte in ft ( gedeeld door 1,000 aangezien standaard impedantiewaarden worden gegeven voor elke 1,000 ft)

FAQs

Grafiek voor lijnspanningsdaling

Maximaal 3% spanningsval is toegestaan ​​door de draad van welk materiaal dan ook. Hier is de grafiek van 3% spanningsval in enkelfasige aansluiting voor 110 volt- 

Afbeelding credits: Pinterest

Lijnspanningsverliesweerstand:

Hoewel elke weerstand het potentieel verlaagt wanneer er stroom doorheen gaat, is een vallende weerstand een specifieke uitrusting die wordt gebruikt om de spanning te verminderen. Het is in serie geschakeld met de belasting om de belastingsspanning te verlagen.

Het enige doel van het gebruik van een lijnspanningsvalweerstand is het circuit van extra weerstand te voorzien. De spanningsval kan worden berekend door gewoon de algemene wet van ohm te gebruiken.

Spanningsdaling bovenleiding 

Een bovenleiding is een elektrische kabel die elektrische energie over grote gebieden of in elektrische locomotieven transporteert. Over het algemeen hebben bovenleidingen een hogere spanningsval dan ondergrondse kabels. 

In bovengrondse leidingen is de inductantie veel hoger dan de inductantie van de geïsoleerde ondergrondse kabels. Naarmate de spanningsval toeneemt met de inductantie, treedt een hogere spanningsval op in bovenleidingen van dezelfde lengte. Ook veroorzaakt de grotere afstand tussen geleiders spanningsdaling in bovenleidingen. 

Berekening spanningsdaling bovenleiding

De spanningsdaling van de bovenleiding kan zowel exact als benaderd worden verkregen. In de laatste, Spanningsval [Latex] V_{d} = IR\cos \theta + IX\sin \theta [/Latex] waarbij I= lijnstroom, R= weerstand X= reactantie en theta is fasehoek.

In exacte methode, nog een hoeveelheid Es of de bronspanning wordt toegevoegd. Dus de exacte lijnspanningsval [Latex] V_{d} = E_{s}+ IR\cos \theta + IX\sin \theta + \sqrt{ E_{s}^{2} – \left ( IX\cos \ theta – IR\sin \theta \right )^{2}} [/Latex]. Wantθ en zondeθ zijn ook bekend als respectievelijk de arbeidsfactor en de reactieve factor van de belasting. 

Lees meer over…Transformatorspanningsval: wat, waarom, hoe te vinden en gedetailleerde feiten

Spanningsval condensator lijn

De geleiders die in de transmissielijn aanwezig zijn, vormen een condensator die werkt als parallelle platen en lucht werkt als het diëlektrische medium. De capaciteit is afhankelijk van de lijnlengte en versterkt de stroom in de lijnen. 

De capaciteit in de transmissielijn hangt af van de vorm, grootte en de scheiding tussen de geleiders. Aangezien de capaciteit omgekeerd evenredig is met de spanning, zal een kleinere capaciteit een grotere spanningsval door de transmissielijn opleveren. Evenzo zal een hoge capaciteitswaarde resulteren in een lage spanningsval. 

Spanningsval voedingslijn

Toevoerleidingen zijn de combinatie van lange elektrische draden en de structuren om ze te ondersteunen voor de transmissie van elektrische energie. 

Veel factoren zoals belasting, te veel geleiders, hoge weerstand enz. veroorzaken de spanningsval in de voedingslijn. Voor een afzonderlijk circuit of een feeder is de aanbevolen spanningsval in de geleiders maximaal 3%. De gecombineerde spanningsval van de twee mag het niveau van 5% niet overschrijden.

Spanningsdaling lijnreactor

Een lijnreactor is een elektrische component (in feite een inductor) die kan worden gebruikt om de halfgeleiderapparaten zoals frequentieregelaars en andere apparaten te beschermen tegen transiënten, spanningspieken en stroompieken. 

Het percentage dat in de lijnreactor wordt genoemd, is niet de maatstaf voor de spanningsval erover. Omdat de reactantie inductief is en de spanning in fase is met de stroom, is de spanningsval tangentieel aan de lijnstroom. Dus als we een lijnreactor van 5% hebben, kan de spanningsval erover ergens rond de 2-3% van de totale spanning zijn.

Lineaire spanningsval van de regelaar

Een lineair spanningsregelaar is een apparaat dat een bepaalde spanning aanhoudt. De ingangsspanning in een lineaire regelaar is altijd meer dan de uitgangsspanning. Dit verschil in spanning zorgt ervoor dat de lineaire regelaar werkt. 

Lineaire of step-down regelaars regelen een ingestelde spanning en voorzien de belasting van elektrische energie. De gereguleerde spanning lijkt soms anders als gevolg van een spanningsval in de onderling verbonden lijnen. De spanningsval hangt af van de weerstand of de netto impedantie tussen de belasting en de lineaire regelaar.

Berekening van lijn-naar-neutraal spanningsverlies

Voor een enkelfasig systeem is de lijn naar de neutrale spanning de lagere spanning (in het algemeen 120 Volt). Dit is de spanning tussen de nulleider en een van de lijnen. De spanningsval van lijn naar neutraal is een enkelfasige waarde met 2. 

Voor een driefasig elektrisch systeem kunnen we de lijn naar de neutrale spanning vinden met hetzelfde proces. Het is de lagere spanning (over het algemeen 277-347 Volt). Dit is de spanning tussen de nulleider en een van de driefasenlijnen. De spanningsval van lijn naar neutraal is de driefasige waarde met √3. 

Lineaire voedingsspanningsval

Wanneer lijnen voedingsregelaars gebruiken, regelen ze een ingestelde spanning om de belasting van elektrische energie te voorzien. In een aantal gevallen is de gereguleerde spanning wordt geconfronteerd met fluctuaties als gevolg van spanningsval over de lijnen. 

Het effect van een hoge stroom op de spanningsval is groter dan de lage stroom. Als de elektriciteit wordt verdeeld naar het gebied en de te leveren belasting, zal de spanning tussen de geregelde spanning en het gebied waar het vermogen nodig is, afnemen. Deze afname van het vermogen hangt af van de weerstand die bestaat tussen de controller en de belasting.

Lijnverlies versus spanningsdaling

Lijnverlies in een transmissielijn verwijst naar het vermogensverlies als gevolg van verschillende verliezen zoals ohms verlies, koperverlies, diëlektrisch verlies enz. Spanningsval in een transmissielijn is het verlies aan potentiaal veroorzaakt door alle impedantiefactoren.

Hier is een vergelijkingstabel van de redenen van lijnverlies en lijnspanningsdaling-

LijnverliesSpanningsval
Het I2R-verlies is de belangrijkste oorzaak van lijnverlies. Een van de belangrijkste bijdragende factoren van spanningsval is lijnweerstand. 
De andere verantwoordelijke verliezen zijn- Diëlektrisch en geleidingsverliesCoronaverlies in bovengrondse hoogspanningslijnenStralingsverlies in hoogfrequente lijnenInductieverlies door magnetische koppeling tussen draden. Spanningsval veroorzaakt door de inductieve reactantie is ook cruciaal omdat deze erg hoog is. 

Lees ook verder…..Diodespanningsval: wat, waarom, hoe en gedetailleerde feiten

Kaushikee Banerjee

Ik ben een elektronica-enthousiasteling en momenteel toegewijd aan het gebied van elektronica en communicatie. Mijn interesse ligt in het verkennen van de allernieuwste technologieën. Ik ben een enthousiaste leerling en sleutel aan open source elektronica. LinkedIn ID- https://www.linkedin.com/in/kaushikee-banerjee-538321175

Recente Nieuws