Потребители электрической энергии работают нормально, когда на их зажимы подается то напряжение, на которое рассчитаны данный электродвигатель или устройство. При передаче электроэнергии по проводам часть напряжения теряется на сопротивление проводов, и в результате в конце линии, т. е. у потребителя, напряжение получается меньшим, чем в начале линии.
Понижение напряжения у потребителя по сравнению с нормальным сказывается на работе токоприемника, будь то силовая или осветительная нагрузка. Поэтому при расчете любой линии электропередачи отклонения напряжений не должны превышать допустимых норм, сети, выбранные по току нагрузки и рассчитанные на нагрев, как правило, проверяют по потере напряжения.
Потерей напряжения ΔU называют разность напряжений в начале и конце линии (участка линии). ΔU принято определять в относительных единицах – по отношению к номинальному напряжению. Аналитически потеря напряжения определена формулой:
где: P – активная мощность, кВт,
Q – реактивная мощность, квар,
r0 – активное сопротивление линии, Ом/км,
x0 – индуктивное сопротивление линии, Ом/км,
l – длина линии, км,
Uном – номинальное напряжение, кВ.
Значения активного и индуктивного сопротивлений (Ом/км) для воздушных линий, выполненных проводом марки А-16 А-120, даны в справочных таблицах. Активное сопротивление 1 км алюминиевых (марки А) и сталеалюминиевых (марки АС) проводников можно определить также по формуле:
где: F – поперечное сечение алюминиевого провода или сечение алюминиевой части провода АС, мм2 (проводимость стальной части провода АС не учитывают).
Согласно ПУЭ (Правилам устройства электроустановок) для силовых сетей отклонение напряжения от нормального должно составлять не более ±5 %, для сетей электрического освещения промышленных предприятий и общественных зданий – от +5 до –2,5 %, для сетей электрического освещения жилых зданий и наружного освещения – ±5 %. При расчете сетей исходят из допустимой потери напряжений.