当前位置: 华文问答 > 科学

不是说并联电路电压处处相等吗?为什么农村电路里,别家的电器功率大了其他家的电器也会受影响?

2014-08-08科学

这是两个原因造成的。

第一个原因:变压器容量不足。

第二个原因:线路压降。

我们来探讨第二个原因。

我们看下图:

我们想象它就是农村电网。其实农村电网远远比这张图要复杂,那些电线——唔,不如说是蜘蛛网,就如同乱麻纠缠在一起,可想而知供电会发生什么情况。

我们看到,从电源到居家,中间有一系列线路,这些线路上会产生压降。当用电负荷的用电量增加,或者用电的居家数增加,则线路压降也会增大。

所以题主的答案是:当邻居家的电器开启后,线路压降增大,使得供电末端的电压降低。

由于我是工程师出身,上述这种定性的描述不符合我的写作精神。为此,我用中学代数的推导方式,给出一些定量的结果。

定量分析如下:

================

翻开一本常用的工具书,叫做【工业与民用配电设计手册】第三版,其中在第九章给出了一个计算线路压降的公式,如下:

这个式子中,等号左边是线路压降相对额定电压的百分位数,等号右边分母是额定电压,括号内的P、Q是用电电器的有功功率和无功功率,R、X是线路的电阻和电抗,n表示有n条线路。

现在我们对图中的A区来分析。

假定A区的三个居家就是我家ME、你家YOUR和题主家MASTER,而且三家人家所用的家用电器和照明灯具耗电量完全相等,功率都是P。

首先来化简公式。

对于中压配电网来说,线路电阻R相对线路电抗X很小,几乎可以忽略。但对于低压配电网来说,线路电阻R要大得多,不可忽略。我们不妨就认为R=X。

我们还知道,P=UIcosa,Q=UIsina,考虑到一般性,假定cosa=0.8,则由此推出sina=0.6。怎么得出来的?用1减去0.8的平方0.64,得到0.36,再开方即得0.6。

因为P:Q=0.8:0.6,故Q=0.6P/0.8=0.75P。

另外,原式是用于三相回路的,每条相线只有一根线。现在我们要用到农村居家用电的计算,而农村居家一般都是单相电,线路中有相线和N线,线路压降增大一倍,故需要乘以2。

还有,A区已经位于供电的末端,其电压已经下降,故用U来代替额定电压Un。

将这些条件代入公式,得到:

现在简单了,我们只需对上述表达式做讨论就可以了。

----------------------

现在居家ME的负荷全部使用,于是线路压降就是上式。

现在居家YOUR的负荷全部使用,于是线路压降为:

现在居家MASTER的负荷也全部使用,于是线路压降为:

整整3倍呀!难怪题主家MASTER要责骂邻居家的耗电量太大了,害得MASTER家的灯如此昏暗。

在技术规范中规定,照明线路的线路压降不得高于额定电压的10%,电动机线路的压降不得高于额定电压的8%。

我们假定只有我一家使用时,线路压降为4%,其中1%是我们家的耗电造成的,3%是前级其它线路的压降。现在3家都使用,那么线路压降会增大多少呢?

如果认为是3%+3%=6%,那么就错了!

因为电流增加了,前级线路和我们三家人的分支线路的压降都会增加,这要通过前级总电流的增加量来计算压降。但我们不知道前级线路的总电流,我们只能判断出:线路压降肯定不到6%,但也不会低于4%。

也就是说,线路压降会增大,这是毫无疑问的。

这个帖子就到这里,有点意思吧?!