12 Определение потерь и отклонений напряжений в
электрической сети напряжением до 1 кВ
12.1 Основные положения
Основными причинами отклонений напряжений в системах электроснабжения предприятий является изменения режимов работы приемников электроэнергии, изменения режимов питающей энергосистемы, значительные индуктивные сопротивления линий 6 – 10 кВ.
В распределительных и питающих сетях уровни напряжений в различных точках влияют на потери активной мощности и энергии, обусловленные перетоками реактивных мощностей.
Из всех показателей качества электроэнергии отклонения напряжения вызывают наибольший ущерб.
12.2 Расчетная схема
Расчёт
отклонений и потерь напряжений проводится
для схемы, показанной на рисунке 12.1
Рисунок 12.1–Расчётная схема для расчёта отклонений и потерь напряжения
12.3 Расчет потерь и отклонений напряжений
Активное сопротивление первого участка (R1, Ом)
(12.1)
где
−
удельное активное сопротивление первого
участка (кабель с алюминиевыми жилами
сечения 70 мм2,
проложенный в воздухе),
=
0,451 Ом/км, взятый на с.139 /6/.
−длина
первого участка,
=
0,1 км.
Ом.
Реактивное сопротивление первого участка (x1,Ом)
(12.2)
где
−
удельное реактивное сопротивление
первого участка (кабель с алюминиевыми
жилами сечения 70 мм2,
проложенный в воздухе),
=
0,06 Ом/км,
взятый на с.139 /6/.
Ом.
Активное сопротивление второго участка (R2, Ом)
(12.3)
где
−
удельное активное сопротивление второго
участка (изолированный провод с
алюминиевыми жилами сечения 6 мм2,
проложенный в трубе),
= 0,521 Ом/км
−длина
второго участка,
=
0,015 км,
Ом.
Реактивное сопротивление второго участка (x2, Ом)
(12.4)
где
−
удельное реактивное сопротивление
первого участка (изолированный провод
с алюминиевыми жилами сечения 6 мм2,
проложенный в трубе),
=
0,1 Ом/км.
Ом.
Активная мощность нагрузки на втором участке (Pнг,2, кВт)
кВт,
(12.5)
где Pном,АД − номинальная активная мощность наибольшего по мощности АД, Pном,АД = 15 кВт, смотри раздел 5;
−КПД
наибольшего по мощности АД,
= 0,88 о.е., смотри раздел 5.
Реактивная мощность нагрузки на втором участке (Qнг,2, квар)
квар,
(12.6)
где
−
коэффициент реактивной мощности АД,
соответствующий cosφном,АД,
взятому из таблицы 5.1,
=
0,456.
Активная мощность нагрузки на первом участке (Pнг,1, кВт)
кВт,
(12.7)
где
− расчетная активная мощность ЭП РП,
=53,008 кВт, с.30.
Реактивная мощность нагрузки на первом участке (Qнг,1, квар)
квар,
(12.8)
где
− расчетная реактивная мощность ЭП РП,
= 40,251 квар, с.30.
Активная мощность, протекающая по первому участку (P1, кВт)
кВт.
(12.9)
Реактивная мощность, протекающая по первому участку (Q1, квар)
квар.
(12.10)
Активная мощность, протекающая по второму участку (P2, кВт)
кВт.
(12.11)
Реактивная мощность, протекающая по второму участку (Q2, квар)
квар.
(12.12)
Потери
напряжения на первом участке (
,
кВ)
(12.13)
где
− номинальное напряжение сети,
= 0,38 кВ.
кВ.
Потери
напряжения на втором участке (
,
кВ)
(12.14)
кВ.
Напряжение
в конце первого участка (
,
кВ)
(12.15)
где
− напряжение в начале первого участка,
кВ
кВ.
(12.16)
кВ.
Напряжение
в конце второго участка (
,
кВ)
(12.17)
где
− напряжение в начале второго участка,
кВ
кВ.
(12.18)
кВ.
Установившееся
отклонение напряжения в конце первого
участка (
,
%)
%. (12.19)
Установившееся
отклонение напряжения в конце второго
участка (
,
%)
%.
(12.20)
Нормально допустимое значение отклонения напряжения δU на выводах приёмников электроэнергии по ГОСТ 13109-97 равны ± 5 % от номинального напряжения сети.
Сравним полученные значения отклонения напряжения с нормально допустимыми значениями δU из ГОСТа:
δU = 5 % > δU у,1 = 3,45 %;
δU = 5 % > δU у,2 = 2,52 %,
то есть значения отклонения напряжения δUу,1, δUу,2 ,проходят по ГОСТу /1/.
Построим векторную диаграмму для второго участка.
Ток в конце участка (I2, А)
А.
(12.21)
Активная составляющая падения напряжения (I∙R, В)
I∙R = I2∙R2 = 27,757∙0,0782 = 2 В. (12.22)
Реактивная составляющая падения напряжения (I∙x, В)
I∙x = I2∙x2 = 27,757∙0,0015 = 0,042 В. (12.23)
Угол
между током и напряжением (
,°)
(12.24)
Фазное напряжение в конце второго участка (Uк,ф, кВ)
кВ.
(12.25)
Потери
фазного напряжения (
,
кВ)
кВ.
(12.26)
По полученным данным построим векторную диаграмму напряжений, показанную на рисунке 12.2.
Рисунок 12.2–Векторная диаграмма напряжений для второго участка
На рисунке 12.2 приняты следующие обозначения:
Uн,ф – фазное напряжение в начале второго участка;
I∙Z – падение напряжения на втором участке.
Автоматизированный расчёт отклонений и потерь напряжений проводится с помощью программы PRN(PRES-1).
_ РАСЧЕТ ОТКЛОНЕНИЙ И ПОТЕРЬ НАПРЯЖЕНИЯ
U номинальное = 0.38 кВ
U начальное = 0.40 кВ
┌───────┬──────────┬───────────┬────────────┬───────┬───────┬────────┬───────┬───────┬─────────┬─────┐
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│Участок│ U │ U │ Потеря │ P │ Q │ │ │ │ │ │
│ │ начала │ конца │ напpяжения,│нагpуз-│нагpуз-│ U отк │ R │ Х │ F │ I │
│ номеp │ участка, │ участка, │ │ ки, │ ки, │ │ │ │ │ │
│ │ кB │ кB │ кB │ MBт │ Mвар │ % │ Oм │ Oм │ мм*мм │ А │
├───────┴──────────┴───────────┴────────────┴───────┴───────┴────────┴───────┴───────┴─────────┴─────┤
│ │
│ ВИД ЛИНИИ : Кабель ДЛИНА 0.100 км │
│ │
├───────┬──────────┬───────────┬────────────┬───────┬───────┬────────┬───────┬───────┬─────────┬─────┤
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ 1 │ 0.4000 │ 0.3931 │ 0.0069 │ 0.036 │ 0.032 │ 3.45 │ 0.0451│ 0.0060│ 70 │ │
├───────┴──────────┴───────────┴────────────┴───────┴───────┴────────┴───────┴───────┴─────────┴─────┤
│ ВИД ЛИНИИ : Изолированный провод в трубе ДЛИНА 0.015 км │
│ │
├───────┬──────────┬───────────┬────────────┬───────┬───────┬────────┬───────┬───────┬─────────┬─────┤
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ 2 │ 0.3931 │ 0.3896 │ 0.0035 │ 0.017 │ 0.007 │ 2.52 │ 0.0782│ 0.0015│ 6 │ │
├───────┴──────────┴───────────┴────────────┴───────┴───────┴────────┴───────┴───────┴─────────┴─────┤
_