17. Расчеты отклонения потерь напряжения в промышленных сетях, их характеристика.

Отклонением напряжения называется медленно протекающее изменение напряжения, когда скорость изменения напряжения меньше 1% в секунду. Отклонения напряжения от установленных уровней как в сторону повышения, так и в сторону понижения приводят к ухудшению работы электрооборудования, а в некоторых случаях к преждевременному его износу и выходу из строя.

Причиной отклонений напряжения у потребителей данного предприятия является изменение режима работы его электроприемников и электроприемников других потребителей, питающихся от той же сети, а также режима питающей энергосистемы. В результате изменяются токи в сети и, следовательно, потери напряжения в ней.

Отклонение напряжения δUс сети представляет собой разность между фактическим Uc и номинальным Uном напряжениями, выра­женную в процентах:

Отклонения напряжения будут положительными при U_с>U_ном и отрицательными при U_c<U_ном.

Если для рассматриваемого момента времени отклонение напря­жения в начале линии составляет δU_1t, а потеря напряжения в ней равна ΔU_t то отклонение напряжения в конце линии для этого вре­мени:

Если цепь состоит из нескольких звеньев, то отклонение напря­жения в конце цепи:

Если в цепь включены регулирующие устройства, то к отклоне­нию напряжения в начале цепи необходимо алгебраически прибавить добавочные напряжения, создаваемые регулирующими устройствами. Тогда для отклонения напряжения в любой точке сети можно записать следующее:

где ΣδUt — алгебраическая сумма добавочных напряжений, создавае­мая центром питания и регулирующими устройствами;

ΣΔUt — сумма потерь на­пряжения во всех звеньях расчетной цепи в расчетный момент вре­мени.

Напряжение на зажимах приемника электроэнергии, ближайшего к источнику питания, не должно превышать номинальное напряжение больше чем на заданную величину. Тогда для наиболее близких и наи­более удаленных приемников, подключенных к сети, получим для режима максимальных нагрузок соответственно значения верхнего и нижнего пределов отклонения:

где δU_Ш — отклонение напряжения на шинах пункта питания сети, %;

ΔUнм — потеря напряжения (наименьшая) до ближайшего приемника, %;

ΔUнб — потеря напряжения (наибольшая) до наиболее удаленного приемника, %.

Значение верхнего предела отклонения обычно положительно, зна­чение нижнего — отрицательно.

Из этих выражений следует, что

Если ближайший приемник присоединен к шинам пункта питания или потеря напряжения до него незначительна, то можно принять ΔU_нм = 0, тогда

Это положение показано на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема и график отклонений и потерь напряжения

Так, например, при допустимых отклонениях напряжения на зажимах приемника ±5% величина потери напряжения в сети не должна превышать .

16. Устройства регулирования напряжения в сетях промышленных предприятий. Местное регулирование.

Для регулирования напряжения в системах электроснабжения промышленных предприятий используют та­кие технические средства, как генераторы собственных электростанций предприятия, трансформаторы с РПН, линейные регуля­торы, управляемые батареи конденсаторов, синхронные двигатели, снабженные автома­тическими регуляторами возбуждения (АРВ), синхронные компенсаторы.

Генераторы соб­ственных электростанций предприятия обычно связаны линиями электропередачи с прием­никами электроэнергии и шинами цеховых подстанций через повышающие и понизи­тельные трансформаторы. Отклонение на­пряжения на выводах генератора более чем на 5% номинального приводит к необходи­мости снижения его мощности. Поэтому ис­пользование генераторов собственных элек­тростанций в качестве средств регулирова­ния напряжения в системах электроснабже­ния промышленных предприятий весьма ограниченно.

Трансформаторы (автотрансформаторы) с РПН, как правило, должны устанавливать­ся на понижающих подстанциях, от которых производится питание промышленных элек­трических сетей.

Распределительные транс­форматоры с напряжением обмотки ВН 6 — 20 кВ должны выполняться с РПН в тех случаях, на стороне НН авто­трансформатора.

Способы изменения и регулирования ре­жима напряжений. Для обеспечения требуе­мого режима напряжений на зажимах прием­ников электроэнергии используют следую­щие способы регулирования напряжения:

1. на шинах электростанций и подстанций

2. на от­ходящих линиях,

3. совместное и дополнитель­ное.

К способам изменения напряжения в си­стемах электроснабжения промышленных предприятий относят изменение сопротивле­ния элементов и участков сети, изменение протекающей по сети реактивной мощности, а также изменение коэффициента трансфор­мации нерегулируемых (с переключением от­ветвлений без возбуждения — ПБВ) транс­форматоров.

Регулирование напряжения на шинах электростанций и под­станций. На шинах изолированно рабо­тающих электростанций промышленных предприятий осуществляют, так называемое, встречное регулирование напряжения.

Регулирование напряжения на отходящих линиях. Регулирова­ние напряжения на каждой отходящей от шин подстанции линии является более совер­шенным и эффективным способом по срав­нению с регулированием на шинах. В этом случае используют трансформаторы с РПН, ЛР и конденсаторы для поперечной компен­сации. Этот способ регулирования получает­ся дорогим при достаточно развитых систе­мах электроснабжения из-за необходимости установки большого количества регулирую­щих устройств; если возможно, применяют регулирование напряжения для группы ли­ний.

Дополнительное регулирование приме­няют, когда с помощью указанных способов не удается обеспечить требуемое качество напряжения у некоторой части потребителей электроэнергии. Для этого используют ЛР и конденсаторы (поперечной и продольной компенсации).

Изменение сопротивлений элементов сети. Практически измене­ние сопротивлений сети связывают с измене­нием напряжений в ней при выборе сечений проводов и жил кабелей с учетом отклоне­ний напряжения у приемников электроэнер­гии (по допустимой потере напряжения), а также при применении последовательного включения конденсаторов в воздушных ли­ниях. На практике выбор соответствующего условия выполнения сети производят на ос­новании учета местных условий. Последова­тельное включение конденсаторов (продольная емкостная компенсация) в фазы линии снижает потери напряжения в сети. Добавка напряжения, создаваемая после­довательно включенными конденсаторами, пропорциональна току нагрузки и автомати­чески изменяется при изменениях его значе­ния практически безынерционно.

Изменение передаваемой ре­активной мощности. Регулируя долю выработки реактивной мощности различны­ми источниками, можно изменять потери на­пряжения на рассматриваемом участке сети, а снабдив компенси­рующее устройство автоматическим регуля­тором, можно использовать КУ в целях регулирования напряжения местными сред­ствами.

Изменение коэффициента трансформации распределительных трансформаторов. Понижающие распределительные трансформа­торы с ПБВ имеют основное и несколько дополнительных ответвлений на стороне ВН. Основное ответвление имеет напряжение, равное номинальному напряжению U_HOМ се­ти. При этом ответвлении коэффициент трансформации трансформатора называют номинальным. Изменяя регулировочное ответвле­ние трансформатора, изменяют так назы­ваемые добавки напряжения, получающиеся во вторичной сети, по сравнению с первич­ной.

Линейные регуляторы. Регуляторы имеют регулировочный автотрансфор­матор, последовательную обмотку которо­го включают в рассечку линии так, что ее первый зажим подсоединяют к стороне регулируемого напряжения, а второй зажим — к стороне отрегулированного напряжения. Возбуждающая обмотка питается от об­мотки автотрансформатора.

В качестве местных устройств регулирования напряжения применяют стабилизаторы напряжения, а также распределительные трансформа­торы с ПБВ (изменяя добавки напряжения.)

12.Электрическая энергия является продукцией электроэнерrети­ческих систем. К ее качеству предъявляются такие же.требования, которые предъявляются к качеству любой промышленной продук­ции. Электрическая энерrия как продукт существенно отличается

от продукции других отраслеи промышленности тем, что она не складируется. Однако от качества электрической энергии в значи­тельной мере зависят условия работы ее потребителей. Поэтому обеспечение требуемого качества электрической энергии имеет боль­шое народнохозяйственное значение. Повышение качества электри­ческой энергии обычно связано с дополнительными затратами, так как требует применения дополнительных устройств. Целесообразно различать следующие показатели качества электрическои энергии: предельно допустимые значения по техническим условиям, норми-

рованные значения и оптимальные или ЭКОНОМИЧЕСКИ обоснованные значения. Эти значения могут заметно различаться и зависят отряда местных условии

Как правило, по техническим условиям допускаются предельнодопустимые отклонения от номинальных значений. По условиям экономичности часто целесообразным оказывается их уменьшение.

Как правило, нормироваться могут только значения, опреде­ляемые техническими условиями. Оптимальные значения должны определяться в каждом конкретном случае особо, хотя некоторые типовые решения не исключаются.

До последнеrо времени считалось, что на промышленных пред­приятиях в сетях трехфазноrо тока напряжения должны составлять практически симметричную систему и должны изменяться практически синусоидально во времени (за время одноrо периода основнойчастоты). В действительности положение резко изменилось за последние 15­20 лет в связи с широким применением приемников электрической энерrии, обладающих неблаrоприятными с точкизрения работы системы электроснабжения характеристиками. К таким приемникам относ­тся: вентильные прео­разователи (Ритутные И полупроводниковые), установки однофазнои и трехфазнои электросварки, мощные электротермические установки, в частностидуrовые сталеплавильные печи, а также силовые трансформаторыиrазоразрядные лампы. u uВольт­ампернаяхарактеРИСТlIка таких YCTPO­CTB нелинеина.Это приводит к ухудшению качества электрическоиэнерrии вследствие значительноrо искажения кривых токов и напряжении в системе электроснабжения промышленных предприятии. В системе электроснабжения промышленноrо предприятия CYM­марная доля участия электротермических и вентильных наrрузок может дойти в ближайшие rоды до 30­40%. Поэтому такие явления, как нарушение симметрии напряжений и синусоидальноuсти их изменения во времени, приходится считать постоянно деиствую­щими.

Основное содержаеие ГОСТ13109-97:

1. Область применения.

2. Нормативные ссылки.

3. Определения, Обозначения и сокращения.

4. Показатели КЭ.

5. Нормы КЭ.

6. Оценка соответствия показателей КЭ установленным нормам в условиях эксплуатации.

7. Требования к погрешности измерений показателей КЭ.

8. Требования к интервалам усреднения результатов измерений показателей КЭ.