17. Как выбирается сечение проводов и кабелей по допустимой потере напряжения?

Выбор сечения кабелей и проводов по потере напряжения

Сечение кабелей и проводов, выбранное из условий нагрева и согласованное о коммутационными возможностями аппаратов защиты, нужно проверять на относительную линейную потерю напряжения.

где U — напряжение источника электрической энергии, Uном - напряжение в месте присоединения приемника.

Допустимое отклонение напряжения на зажимах двигателей от номинального не должно превышать ±5 %, а в отдельных случаях оно может достигать +10 %.

В осветительных сетях снижение напряжения у наиболее удаленных ламп внутреннего рабочего освещения и прожекторных установок наружного освещения не должно превышать 2,5 % номинального напряжения ламп, у ламп наружного и аварийного освещения — 5 %, а в сетях напряжением 12.,.42 В — 10 %. Большее снижение напряжения приводит к существенному уменьшению освещенности рабочих мест, вызывает снижение производительности труда и может привести к условиям, при которых зажигание газоразрядных ламп не гарантировано. Наибольшее напряжение на лампах, как правило, не должно превышать 105 % его номинального значения.

Повышение напряжения сетей внутреннего электроснабжения выше предусмотренного нормами не допустимо, так как оно приводит к существенному увеличению расхода электрической энергии, сокращению срока службы силового и осветительного электрооборудования, а иногда к снижению качества выпускаемой продукции.

При небольших сечениях проводов и кабелей индуктивным сопротивлением Хо можно пренебречь, что существенно упрощает соответствующие вычисления. в трехфазных трехпроводных распределительных сетях наружного освещения отличающихся значительной протяженностью, следует обращать внимание на правильное включение равноудаленных светильников, ибо в противном случае потери напряжения распределяются по фазам неравномерно и могут достигнуть нескольких десятков процентов по отношению к номинальному напряжению. 

18. Из каких составляющих складывается баланс реактивных мощностей?

 В энергосистеме должен соблюдаться оперативных баланс реактивных мощностей:

∑Q_г + ∑Q_в +∑Q_к.у = ∑Q_п +∑∆Q_с где ∑Q_г – реактивная мощность генераторов станций;

∑Q_в – зарядная мощность линий электропередачи;∑Q_к.у- мощность компенсирующих устройств;∑Q_п – реактивная мощность потребителей;∑∆Q_с – потери реактивной мощности в электрических сетях.

Этот баланс постоянно сохраняется за счет изменения генерируемой мощности В соответствии со статическими характеристиками нагрузки по напряжению (рисунок 7.1).

Условие баланса реактивной мощности непосредственно связано с величинами напряжений в электрической сети. Рассмотрим эту связь на примере схемы одного элемента сети (рисунок 7.2). Пусть в начальный момент времени имел место баланс реактивной мощности и напряжение в начале линии было U₁ , а в конце ее U₂ . Этим напряжениям по статическим характеристикам соответствовала нагрузка потребителей P_н + JQ_н.  Напряжение в конце линии можно определить                                          U₂ = U₁ – 

Если за счет разгрузки источника реактивной мощности снизить напряжениеU₁ до U₁^', то произойдет снижение напряжения в узле нагрузки U₂   до  U₂^'. При этом по статическим характеристикам мощность потребителей уменьшится до P_н^' + JQ_н^' (рисунок 7.2) и напряжение в конце линии 

Изменение напряжения U₂ произойдет из-за снижения напряжения в начале линии и изменения потери напряжения. Статические характеристики реактивной мощности значительно круче характеристик активной мощности. На каждый процент изменения напряжения происходит изменение активной мощности на 0,6–2%, а реактивной на 2-5%. Поэтому при снижении напряжения U₁ происходит снижение потери напряжения. В результате изменение U₂ будет меньше, чем изменение U₁:

 U₂ – U₂^' < U₁ – U₁^'.

Таким образом, за счет изменения нагрузки потребителей в соответствии со статическими характеристиками происходит некоторое регулирование напряжения U₂. Этот процесс называется регулирующим эффектом нагрузкипо напряжению. В результате такого регулирования новым значениям напряжений U₁^' и U₂^' будет соответствовать новое  условие баланса реактивной мощности.

Регулирующий эффект нагрузки будет проявляться только до некоторого критического напряжения U_кр. Если напряжение U₂ окажется ниже критического, то будет происходить обратное явление: снижение напряжения вызовет рост реактивной нагрузки потребителей, что приведет к росту потерь напряжения и  дальнейшему снижению напряжения U₂. Наступает лавина напряжения и происходит нарушение баланса реактивной мощности (рисунок 7.3). Здесь t₁- момент снижения напряжения до U_кр, а интервал времени t₂ – t₁ процесс развития лавины (несколько секунд). В результате лавины напряжения происходит нарушение устойчивости нагрузки, которое выражается в саморазгрузке потребителей. После их отключения напряжение восстанавливается.

Для узлов со смешанным характером потребителей критическое напряжение составляет 0,8 – 0,75 номинального напряжения сети. Лавина напряжения может наступить как во всей энергосистеме, так и в отдельных узлах, в которых возникает дефицит реактивной мощности. Для предотвращения лавины напряжения применяют специальные меры

19. Как проводится расчет сети нескольких номинальных напряжений?

20. Какие составляющие включают в себя ежегодные издержки на эксплуатацию сети?

21. Расчет сети по данным конца. Расчет сети по данным начала.

При расчете режима сетей 110 - 220 кВ можно выделить два характерных расчетных случая: расчет сети по заданному напряжению в конце линии (или расчет по данным конца) и расчет, в котором заданным является напряжение в начале линии (расчет по данным начала). На рисунке 9.1 представлена расчетная схема разомкнутой сети с п нагрузками (а) и ее схема замещения (б). Исходными данными являются: напряжение в конце линии U_nS расчетные мощности нагрузок, а также параметры сети. Расчет ведется от конца линии. По известному напряжению U_n определяются потери мощности на последнем участке линии n ,

Находим мощность в начале участка n , где Q_an - зарядная мощность на участке n.

Мощность в конце участка (п-1) по балансу мощности в узле (л-!) определяется (9.3)

Падение напряжения на концевом участке п определяется (9.4)

По известному напряжению U_n и падению напряжения на участке п определяется напряжение в узле n-1 U_n-1, (9.5), или модуль напряжения (9.6).

Определением напряжения U_n-1, закачивается расчет режима концевого участка сети. При этом оказываются известными все необходимые данные для расчета, следующего участка. Расчет участка п-1 выполняется по тем же формулам, что и для участка п. Аналогично ведутся расчеты для всех остальных участков. Окончанием расчета является определение мощности S_A и напряжения U _л. В расчетах сети по данным начала, в которых известной величиной является напряжение в точке питания U_А> используется метод последовательных приближений, причем расчеты выполняются в два этапа. В качестве первого приближения (на первом этапе расчета) принимается, что напряжения во всех узлах равны номинальному напряжению сети. При этом условии находится распределение мощностей в сети. В соответствии с обозначениями на рисунке 9.1 расчет ведется в следующей последовательности. Определяются потери мощности на концевом участке сети

, (9.7)

Далее определяется мощность S, в начале этого участка в соответствии с (9.2). По балансу мощности в узле (п-1) определяется мощность в конце участка п-1 по (9.3). Аналогично ведется расчет и для всех остальных участков сети. Расчет продолжается до тех пор, пока не определится S_A. На следующем этапе расчета определяются напряжения в узлах нагрузки во втором приближении. Исходными данными для расчета являются: напряжение U _А и найденные в предыдущем этапе расчета мощности в конце каждого из участков. Для головного участка сети U₁=U_A - ΔU₁ (9.8), где A U, - падение напряжения на головном участке сети. U₁= U_A - ΔU₁ - jδU₁ (9.9). или в раскрытой форме

Модуль напряжения в точке 1