- •Системы электроснабжения.
- •1. Нагрев и охлаждение проводников.
- •1.1. Переходный процесс нагрева – охлаждения.
- •1.2. Длительно допустимый ток.
- •1.3. Зависимость длительно допустимого тока от сечения.
- •1.4. Расчёт температуры проводника при заданной нагрузке.
- •1.5. Корректировка допустимого тока в зависимости от температуры окружающей среды и количества параллельно проложенных проводников.
- •1.6. Выбор сечения по длительно допустимому току.
- •1.7. Постоянная времени нагрева τ и длительность расчетного максимума нагрузки.
- •1.8. Расчет температуры проводника при прохождении тока кз и проверка кабелей на невозгорание.
- •2. Экономическое сечение и экономическая плотность тока.
- •2.1. Расчетные затраты на электропередачу.
- •2.2. Экономическое сечение и экономическая плотность тока.
- •2.3. Математическая модель затрат на передачу мощности по лэп.
- •3. Расчет, анализ и нормирование потерь электроэнергии в электрических сетях.
- •3.1. Структура фактических (отчетных) потерь электроэнергии.
- •3.2. Термины и определения.
- •3.3. Нагрузочные потери.
- •3.4. Метод средней мощности
- •3.5. Метод максимальной мощности рм
- •3.6. Потери холостого хода (хх).
- •3.7. Климатические потери
- •3.8. Расход электроэнергии на собственные нужды подстанций
- •3.9. Погрешности средств измерения
- •3.10. Коммерческие потери
- •4.1. Определения
- •4.2. Падение и потеря напряжения в 3-х фазной лэп с симметричной нагрузкой
- •4.3. Расчет потери напряжения в ответвлениях от 3-х фазной лэп
- •4.5. Методы регулирования напряжения в электрических сетях
- •4.6. Регулирование напряжения в цп с помощью трансформатора
- •4.7. Расчет вторичного напряжения трансформатора с учетом положения переключателя отпаек
- •4.8. Регулирование напряжения в цп с помощью трансформаторов с рпн
- •4.9. Допустимая (располагаемая) потеря напряжения
- •4.10. Продольно-емкостная компенсация.
- •5. Компенсация реактивной мощности
- •5.1. Природа реактивной мощности (рм).
- •5.2. Реактивная мощность и потери активной мощности.
- •5.3. Реактивная мощность и потеря напряжения
- •5.4 Потребители реактивной мощности (рм)
- •5.6. Источники р.М.
- •5.7. Синхронные двигатели
- •5.8. Конденсаторные батареи
- •5.9. Выбор компенсирующих устройств
- •5.10. Выбор размещения кб
- •5.11. Наивыгоднейшее распределение кб в распределительной электрической сети.
- •5.12. Регулирование мощности кб
- •5.13. Автоматическое регулирование конденсаторных батарей по реактивной мощности
- •6. Режимы нейтрали в сетях напряжением ниже 1000 в
- •6.1. Классификация электрических сетей.
- •6.2. Система tn- нейтраль заземлена, корпуса занулены
- •6.2.1. Характеристика и свойства сетей tnc, tns:
- •6.2.2. Расчет тока однофазного кз, напряжений прикосновения и смещения нейтрали.
- •6.3. Система tt – нейтраль и корпуса присоединены к разным заземляющим устройствам.
- •6.3.1. Характеристика и свойства сети тт:
- •6.3.2. Расчет тока однофазного кз, напряжений прикосновения и смещения нейтрали, расчет требуемой чувствительности узо.
- •6.4. Система it- нейтраль изолирована, корпуса заземлены.
- •6.4.1. Характеристика и свойства сети it:
- •6.4.3. Расчет напряжений прямого и косвенного прикосновений в сети it.
- •7. Автоматические выключатели
- •7.1 Определения
- •7.2. Описание
- •7.3 Основные характеристики автоматического выключателя
- •7.3.1. Номинальный ток (In)
- •7.3.2. Наибольшая предельная отключающая способность (Icu или Icn)
- •7.3.3. Наибольшая рабочая отключающая способность (Ics)
- •7.3.4. Время- токовые характеристики расцепителей
- •7.3.5 Типы расцепителей
- •7.3.6. Категория применения (a или b) и номинальный кратковременно выдерживаемый ток (Icw)
- •7.4. Ограничение тока короткого замыкания, токоограничивающие автоматы
- •7.5. Согласование характеристик автоматических выключателей, каскадирование
- •7.6. Селективность отключения
- •7.6.4. Логическая селективность
- •7.7. Выбор автоматического выключателя и уставок его расцепителей
- •8. Пуск и самозапуск асинхронных электродвигателей
- •8.1. Условия успешного пуска асинхронного двигателя (ад)
- •8.2. Механические характеристики ад
- •8.3. Механические характеристики приводимых механизмов
- •8.4. Учет снижения пускового тока в процессе разгона
- •8.5. Динамический (избыточный) момент и время разгона
- •8.5. Тормозной момент, кривая выбега и время остановки
- •8.5. Проверка возможности одиночного и группового самозапуска ад
- •8.6. Проверка допустимости колебания напряжения для работающих двигателей и освещения при пуске ад
- •8.7. Пример
- •8.8. Устройства плавного пуска (упп) (Softstart)
- •Два способа включения тиристоров
- •9. Схемы распределения электроэнергии.
- •9.1. Требования, предъявляемые к схемам.
- •9.2. Внутрицеховые электрические сети.
- •9.3. Схемы распределительных сетей напряжением выше 1000 в.
- •Список литературы
3.2. Термины и определения.
Фактический небаланс эл.энергии на объекте (ФНЭ) - разность эл.энергии, поступившей на объект и и суммы трех составляющих:
- эл.энергия, отпущенная с объекта,
- расход на собственные нужды (СН) и
- технические потери.
"Объектом" может быть подстанция, РЭС, АО-энерго и т.п.
Нормативный небаланс эл.энергии на объекте (ННЭ) - диапазон возможной разности эл.энергии, определяемый нормативной инструментальной погрешностью системы учета, погрешностью метода расчета технических потерь, допустимого для данного объекта и допустимым уровнем коммерческих потерь.
Анализ потерь эл.энергии - оценка приемлемости уровня потерь с экономической точки зрения, выявление причин превышения нормативных небалансов на объекте в целом и его частях, выявление территориальных зон, групп элементов и отдельных элементов с повышенными потерями (очагов потерь), определение влияния режимов передачи эл.энергии на составляющие отчетных потерь.
3.3. Нагрузочные потери.
Задача.
При работе электроприемника в течение времени Т с загрузкой I1 потери электроэнергии в питающей ЛЭП составили ΔW1, а при работе в течение времени Т/2 с загрузкой I2 = 2· I1 потери составили ΔW2. Найти отношения: W2 / W1 и ΔW2 / ΔW1.
Рассмотрим далее электропередачу, питающую потребитель с известным ступенчатым суточным графиком нагрузки (рис. 3.2).
Рис. 3.2. Параметры суточного графика нагрузки.
Установленная мощность Ру =∑ Pн , где Pн – номинальная (установленная) мощность электроприемника (ЭП). Для ЭП повторно-кратковременного режима: Рн100 = Рн √ПВ, где ПВ – продолжительность включения, о.е.
Рср – средняя мощность. Для ступечатого графика Рср = ∑(P i ti ) / ∑ti
Рск - средне-квадратичная мощность Р²ск =∑( P²i ti )/ ∑ti
Рм - максимальная мощность (мощность 30-ти минутного максимума). Если количество ЭП в группе n ≤ 3, то Рм = Ру. Если n > 3, то Рм рассчитывается методом эффективного числа ЭП (Рм = Км · Рср) или упрощенно методом коэффициента спроса (Рм = ∑ Кс · Рн).
Для ровного графика нагрузки: Потребляемая мощность неизменна - SР = Sм = Scр.
Расчетный ток Iр = Sp /√3 Uном,
Потери мощности:
Δ P= 3 Iр2 * R = (Sp2 / Uн2 ) * R, где R – активное сопротивление электропередачи. Потери электроэнергии: ΔW = ΔP * T = T * R* Sp2 / Uн2, где Т – время работы .
Для неравномерного график нагрузки.
Коэффициент максимума Км = Рм / Рср,
коэффициент заполнения Кз = 1 / Км = Рср / Рм,
коэффициент формы графика Кф = Рск / Рср.
Потери мощности на “i” ступени графика: ΔPi = (Si2 / U2) * R;
При передаче Sp возникают расчётные потери мощности: ΔРр = (Sp2 / U2) * R;
Отношение: ΔPi / ΔPp = Si2 / Sp2 = Pi2 / Pp2 (при условии постоянства угла φ).
Потери мощности на “i” ступени: ΔPi = ΔPp * Pi2 / Pp2.
Потери энергии за сутки: ΔW = ∑ ΔPi ti = ∑ ΔPp * (Pi2 / Pp2) * ti.
Постоянные величины вынесем за знак суммы: ΔW = ti * (ΔPp / Pp2 ) * Σ Pi2.
Если ti = 1час, то
-
общая формула расчёта потерь энергии при неравномерном графике нагрузки.
Примечание 1.
Нагрузочные потери активной мощности в трансформаторе удобно определить исходя из номинальных потерь короткого замыкания ΔРк, которые приводятся в паспорте (справочнике): ΔР = ΔРк * β2, где β = S / Sн – коэффициент загрузки трансформатора.
Примечание 2.
При малом сечении проводников (R >> X) относительная потеря напряжения определяется активным сопротивлением: ΔU* = P · R / U2.
Относительная потеря активной мощности: ΔР* = ΔР / P = S2 · R / (P · U2) или, подставляя S = P / Cos φ: ΔР* = P2 · R / (P · ( U · Cos φ)2).
Отношение ΔU* к ΔР*:
Или:
Методы расчёта нагрузочных потерь электроэнергии:
- Метод средней мощности - за расчетную принимается средняя мощность.
- Метод максимальной мощности - за расчетную принимается максимальная мощность.
Для действующих электроустановок более удобен метод средней мощности, при проектировании - метод максимальной мощности.