4.3.2. Определение потерь энергии в трансформаторах пс 10/0,4 кВ

Годовые потери энергии в трансформаторе с номинальной мощностью S_ном

где ΔР_х и ΔР_к  соответственно потери холостого хода и короткого замыкания в трансформаторе при номинальной нагрузке и номинальном напряжении, кВт; S_max  расчетная нагрузка трансформатора, кВ·А; τ  годовое число часов потерь, ч/год; 8760  число часов в году.

Значения ΔР_х и ΔР_к принимают по каталожным данным, значения S_max  по результатам предыдущих расчетов (см. п. 4.2), а значение τ можно определить по эмпирической формуле МГАУ (4), которая уже использовалась ранее:

где T_max  годовое число часов использования максимума нагрузки [3, табл. 1.8]. Тогда, например, для ПС № 2 с трансформатором 100 кВ∙А и расчетной коммунально-бытовой нагрузкой 126,5 кВ∙А (T_max = 2350 ч/год) получим (ΔР_х = 0,35 кВт, ΔР_к = 2,27 кВт) [2, с. 473]:

ч/год,

кВт∙ч/год.

Результаты расчета потерь энергии в трансформаторах всех трех ПС 10/0,4 кВ приведены в табл. 4.8.

Таблица 4.8

Потеря энергии в трансформаторах пс 10/0,4 кВ

№ ПС	Sном, кВ∙А	Smax, кВ∙А	ΔРх, кВт	ΔРк, кВт	Тmax, ч/год	τ, ч/год	ΔW, кВт∙ч/год
1	160	178.3	0,54	2,65	2700	изо	8450
2	100	126,5	0,35	2,27	2350	906	6357
3	160	191,6	0,54	2,65	2350	906	8173
Итого							22980

Таким образом, суммарные годовые потери энергии в ВЛ 0,38 кВ и в трансформаторах 10/0,4 кВ таковы: ΔW = ΔW_ВЛ + ΔW_т = 8896 + 22980 = 31876 кВт∙ч, что составляет примерно 3,5 % от общего электропотребления.

4.4. Определение глубины провала напряжения при пуске асинхронного двигателя

Согласно ГОСТ 1310997 «Электрическая энергия. Требования к качеству электрической энергии в электрических сетях общего назначения» провалом напряжения называют внезапное значительное понижение напряжения, за которым следует восстановление напряжения до первоначального или близкого к нему уровня через промежуток времени от нескольких периодов до нескольких десятков секунд. Глубиной провала напряжения называют разность между номинальным значением напряжения и его минимальным действующим значением в течение провала (в процентах от номинального значения напряжения).

В сельских электрических сетях провалы напряжения наиболее часто возникают при пуске короткозамкнутых асинхронных двигателей, мощность которых соизмерима с мощностью трансформатора. При недопустимом снижении напряжения пуск двигателя может оказаться безуспешным, так как вращающий момент двигателя, в том числе и пусковой, пропорционален квадрату действующего значения напряжения. Кроме того, может произойти «опрокидывание», т.е. останов работающих двигателей.

ГОСТ 1310997 не нормирует глубину провала напряжения и его длительность, однако в практике сельской электрификации принято, что при пуске двигателя понижение напряжения на его зажимах может составлять до 30 % номинального напряжения. Напряжение на зажимах работающих двигателей при пуске не должно снижаться более чем на 20 % от номинального напряжения.

Обычно глубину провала напряжения определяют на зажимах пускаемого двигателя, для чего используют формулу [2, с. 145]:

где Z_с = Z_т + Z_л  полное сопротивление сети; Z_т и Z_л  соответственно полные сопротивления трансформатора и линии, питающей двигатель; Z_э.п  полное сопротивление двигателя при пуске.

Расчет выполнен для двигателя сельскохозяйственного исполнения АОП2-72-4, 6СХVI мощностью Р_н = 30 кВт, кпд 89 %, cosφ = 0,85. Двигатель установлен на пункте приготовления травяной муки с агрегатом АВМ-0,65. Пункт питается от кабельной линии № 1, присоединенной к ПС № 1. Линия выполнена кабелем с сечением жил 4А50, длина линии 50 м.

Сопротивление трансформатора

где u_к = 4,7 %  напряжение короткого замыкания трансформатора; U_ном, кВ, и S_ном, кВ∙А  соответственно номинальные напряжение и мощность трансформатора.

Тогда Ом.

Сопротивление КЛ 0,38 кВ

Z_л = Z_оl,

где l  длина КЛ, км;

Ом/км,

где R_о и Х_о  соответственно погонные сопротивления кабеля 4А50.

Тогда Z_л = 0,643 ∙ 0,05 = 0,032 Ом/км.

Сопротивление двигателя при пуске

а

где Р_дв.н  номинальная мощность двигателя, кВт; η = 0,89  кпд двигателя, отн. ед.; cosφ = 0,85  коэффициент мощности двигателя; K_i, = 6,5  кратность пускового тока двигателя.

Тогда Ом.

Глубина провала напряжения

и для пускаемого двигателя допустима.