Методичні вказівки до виконання роботи

Електричне навантаження ніколи не залишається сталим, а змінюється протягом доби і року. Внаслідок зміни навантаження змінюється втрата напруги в лінії, а отже, змінюється напруга у споживача. Поступові зміни напруги, що викликаються навантаження протягом доби і року, називають відхиленням напруги на відміну від короткочасних коливань напруги, які мають місце, наприклад, при пусках асинхронних короткозамкнених електродвигунів.

Величину відхилення напруги визначають алгебраїчною різницею між напругою в даній точці при даному режимі і номінальною напругою мережі (рис. 5.1).Відхилення напруги виражають у вольтах або, що зручніше, в відсотках від номінальної напруги мережі:

де ΔV_A- відхилення напруги у споживача А, %;

U_A- дійсна напруга у споживача А, В;

U_н- номінальна напруга мережі, В.

Відхилення напруги впливають на роботу приймачів електроенергії. Найбільш чутливі до них освітлювальні споживачі, що значно поширені в сільському господарстві і відхилення напруги негативно впливають на їх роботу, строк служби і т.д. Робота асинхронних двигунів також залежить від величини напруги. Особливо важливо, що при цьому прямо пропорційно квадрату напруги змінюється момент обертання. Тому при значних з ниженнях напруги нормально завантажені двигуни зупиняються. Крім того, ізоляція двигунів швидше виходить з ладу.

Рис. 5.1. Відхилення напруги в лінії з рівномірним навантаженням.

Значне відхилення напруги в силових електромережах може призвести до браку у виробництві і прискореного спрацювання електродвигунів.

Все викладене вище показує, що електричні мережі треба проектувати так, щоб відхилення напруги у споживачів не виходили за допустимі межі.

У діючих нормах встановлено, що для споживачів, приєднаних до електричних мереж сільськогосподарських районів, допускаються такі відхилення напруги: а) тваринницькі комплекси та птахофабрики - в межах -5...+5%; б) інші споживачі в сільській місцевості-в межах -7,5...+7,5 % .

Напругу електричної мережі можна регулювати: а) зміною напруги на затискачах генератора; б) зміною коефіцієнта трансформації трансформаторів і автотрансформаторів; в) застосуванням статичних конденсаторів і синхронних компенсаторів.

Зменшити коливання напруги можна також, збільшивши переріз проводів, але це веде до значного збільшення витрати металу. Техніко-економічні розрахунки показують, що підтримувати рівень напруги в заданих межах доцільніше регулюванням напруги. Регулювання напруги поліпшує режим напруги у споживачів, підвищує якість електроенергії, що поставляється споживачам, збільшує допустиму втрату напруги в мережі, дає змогу зменшувати переріз проводів

Електричну мережу проектують так, щоб найбільші відхилення напруги ніколи на перевищували наведених значень, а в той же час були якнайближче до них.

Втрата напруги в лінії безпосередньо зв'язана з наявними в ній відхиленнями напруги. Як показано на рис. 5.1, втрата напруги в лінії дорівнює різниці між відхиленнями напруги на початку і в кінці цієї лінії:

Як уже зазначалось, електричне навантаження в лінії в загальному випадку плавно змінюється. З максимальним навантаженням мережа протягом року працює порівняно невелику кількість годин. Спостереження показують, що мінімальне навантаження в мережах, що живлять відносно велике число сільських споживачів, не знижується менш як до 25 % максимального, тобто

Внаслідок цього розрахунок мережі за відхиленням напруги проводиться для двох випадків: для навантажень 100 % і 25 % максимуму. Очевидно, в першому випадку втрата напруги в мережі найбільша і напруга в споживачів найнижча. Отже, лінію розраховують так, щоб відхилення напруги були більші -5 %, тобто

При навантаженні 25% максимуму втрата напруги в мережі приблизно в4 рази менша, а тому напруга, особливо у близько розташованих до джерела живлення споживачів може значно перевищити номінальну. В цьому випадку вживають заходів, щоб відхилення напруги при навантаженні 25 % не були більші як +5%, тобто

Вмикають трансформатори до мережі через відгалуження, що відповідають нормальному режиму роботи мережі. Втрати напруги в трансформаторах можна вибирати в межах

Відхилення напруги в лініях створюється втратою напруги. Втрата напруги приблизно пропорційна навантаженню. Найбільша втрата напруги в проводах буде максимальному навантаженні, а при мінімальному навантаженні її приймають 25% максимальної:

Оскільки відхилення напруги і втрата її в мережі пов'язані між собою, для визначення допустимої втрати напруги в мережі складають таблицю відхилень наруги. У цій таблиці розглядають два режими: режим максимальних навантажень і режим мінімальних навантажень. У таблицю заносять усі елементи електричної мережі від точки, для якої відомий режим напруги (генератори, шини трансформаторної підстанції), до споживачів. Для обох режимів навантаження (100 і 25%) спочатку записують усі відомі відхилення напруги, а потім, вибираючи певні відгалуження обмоток трансформаторів, за режимом максимального навантаження визначають допустиму втрату напруги в електричних лініях.

Доцільність вибраного відгалуження обмотки трансформатора перевіряють за відхиленням напруги в споживачів у режимі мінімального навантаження (порівнюючи його з допустимим).

Розглянемо конкретний приклад, коли живлення мереж здійснюється від шин 35/10 кВ або відгалуження від лінії напругою 10 кВ. Така схема електропостачання має велике поширення. Відхилення напруги в місці приєднання мережі можуть бути найрізноманітнішими.

Приклад 5. Живлення мереж здійснюється від шин підстанції на 35/10 кВ або від лінії напругою 10 кВ. В місці приєднання лінії напругою 10 кВ підтримується напруга:

Норма відхилення напруги у споживачів ΔV = ±5 %. Скласти таблицю відхилень напруги для схеми електропостачання, яка наведена на рис. 5.2.