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

Годовые потери в трансформаторе с номинальной мощностью S_ном определяют по формуле:

Где Р_х и Р_к – соответственно потери холостого хода и КЗ в трансформаторе при номинальной нагрузке и номинальном напряжении, кВт; S_max – расчётная нагрузка трансформатора, кВ∙А; τ – годовое число часов потерь, ч/год; 8760 – число часов в году.

Значения Р_х и Р_к принимают по каталожным данным, значения S_max по результатам предыдущих расчётов (см. п.5.2), а значение τ можно определить по эмпирической формуле МГАУ (6), которая уже использовалась ранее :

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

Результаты расчёта потерь энергии в трансформаторах всех трёх ПС 10/0,4 кВ приведены в таблице 5.8.

Таблица 5.8

Потери энергии в трансформаторах ПС 10/0,4 кВ

№ ПС	Sном, кВ∙А	Smaх, кВ∙А	Рх , кВт	Рк , кВт	Тmax , ч/год	τ, ч/год	W, кВт∙ч/год
1	160	178,3	0,54	2,65	2700	1130	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 равны W = W_вл + W_т = 8896 + 22980 ≈ 31876 кВт∙ч, что составляет примерно 3,5 % от общего электропотребления.

5.4. 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 десятков секунд. Глубиной провала напряжения называют разность между номинальным действующим значением в течение провала (в % от номинального значения напряжения).

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

ГОСТ 13109-97 пока 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_c = Z_т + Z_л – полное сопротивление сети; Z_т и Z_л – соответственно полные сопротивления трансформатора и линии, питающей двигатель; Z_э.п. – полно сопротивление двигателя при пуске.

Расчёт выполнен для двигателя с/х исполнения АОП2-72-4, 6СXVI 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 КЛ №1, присоединённой к ПС №1. Линия выполнена кабелем с сечением жил 4×А95, длина линии 50 м.

Сопротивление трансформатора:

где u_к % = 4,7 % - напряжение КЗ трансформатора; U_ном , кВ и S_ном , кВ∙А - соответственно номинальное напряжение и мощность трансформатора.

Тогда

Сопротивление КЛ 0,38 кВ

где l – длина ВЛ, км;

где R_o и Х_о соответственно погонные сопротивления кабеля 4×А50.

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

Сопротивление двигателя при пуске

где Р_дв.н. - номинальная мощность двигателя, кВт; η = 0,89 – КПД двигателя, отн. ед.; K_i=6,5 – кратность пускового тока двигателя.

Тогда

Глубина провала напряжения

и для пускаемого двигателя допустима.