當前位置: 華文問答 > 科學

不是說並聯電路電壓處處相等嗎?為什麽農村電路裏,別家的電器功率大了其他家的電器也會受影響?

2014-08-08科學

這是兩個原因造成的。

第一個原因:變壓器容量不足。

第二個原因:路線壓降。

我們來探討第二個原因。

我們看下圖:

我們想象它就是農村電網。其實農村電網遠遠比這張圖要復雜,那些電線——唔,不如說是蜘蛛網,就如同亂麻纏結在一起,可想而知供電會發生什麽情況。

我們看到,從電源到居家,中間有一系列路線,這些路線上會產生壓降。當用電負荷的用電量增加,或者用電的居家數增加,則路線壓降也會增大。

所以題主的答案是:當鄰居家的電器開啟後,路線壓降增大,使得供電末端的電壓降低。

由於我是工程師出身,上述這種定性的描述不符合我的寫作精神。為此,我用中學代數的推導方式,給出一些定量的結果。

定量分析如下:

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

翻開一本常用的工具書,叫做【工業與民用配電設計手冊】第三版,其中在第九章給出了一個計算路線壓降的公式,如下:

這個式子中,等號左邊是路線壓降相對額定電壓的百分位數,等號右邊分母是額定電壓,括弧內的P、Q是用電電器的有功功率和無功功率,R、X是路線的電阻和電抗,n表示有n條路線。

現在我們對圖中的A區來分析。

假定A區的三個居家就是我家ME、你家YOUR和題主家MASTER,而且三家人家所用的家用電器和照明燈具耗電量完全相等,功率都是P。

首先來化簡公式。

對於中壓配電網來說,路線電阻R相對路線電抗X很小,幾乎可以忽略。但對於低壓配電網來說,路線電阻R要大得多,不可忽略。我們不妨就認為R=X。

我們還知道,P=UIcosa,Q=UIsina,考慮到一般性,假定cosa=0.8,則由此推出sina=0.6。怎麽得出來的?用1減去0.8的平方0.64,得到0.36,再開方即得0.6。

因為P:Q=0.8:0.6,故Q=0.6P/0.8=0.75P。

另外,原式是用於三相回路的,每條相線只有一根線。現在我們要用到農村居家用電的計算,而農村居家一般都是單相電,路線中有相線和N線,路線壓降增大一倍,故需要乘以2。

還有,A區已經位於供電的末端,其電壓已經下降,故用U來代替額定電壓Un。

將這些條件代入公式,得到:

現在簡單了,我們只需對上述運算式做討論就可以了。

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

現在居家ME的負荷全部使用,於是路線壓降就是上式。

現在居家YOUR的負荷全部使用,於是路線壓降為:

現在居家MASTER的負荷也全部使用,於是路線壓降為:

整整3倍呀!難怪題主家MASTER要責罵鄰居家的耗電量太大了,害得MASTER家的燈如此昏暗。

在技術規範中規定,照明路線的路線壓降不得高於額定電壓的10%,電動機路線的壓降不得高於額定電壓的8%。

我們假定只有我一家使用時,路線壓降為4%,其中1%是我們家的耗電造成的,3%是前級其它路線的壓降。現在3家都使用,那麽路線壓降會增大多少呢?

如果認為是3%+3%=6%,那麽就錯了!

因為電流增加了,前級路線和我們三家人的分支路線的壓降都會增加,這要透過前級總電流的增加量來計算壓降。但我們不知道前級路線的總電流,我們只能判斷出:路線壓降肯定不到6%,但也不會低於4%。

也就是說,路線壓降會增大,這是毫無疑問的。

這個貼文就到這裏,有點意思吧?!