Сторінка 5 з 19
2 РОЗРАХУНОК ПОКАЗНИКІВ ЯКОСТІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ
розрахунок напруги
Відхилення напруги від номінальних значень відбуваються через добових, сезонних і технологічних змін електричного навантаження споживачів; зміни потужності джерел реактивної енергії; регулювання напруги на генераторах електростанцій і в вузлах мережі; зміни схеми і параметрів електричних мереж.
Методи розрахунку відхилень напруги досить детально висвітлені в роботах [35, 44 та ін.]. Тому нижче викладаються методи інженерних розрахунків і окремі питання, які потребують додаткового розгляду. Відхилення напруги повинні визначатися в характерних точках мережі. Для системи електропостачання промислових підприємств такими точками є секції шин 6, 10 і 35 кВ підстанцій глибокого вводу (ПВГ); центральні розподільчі пристрої 6 або 10 кВ при харчуванні їх по струмопроводу або протяжним повітряних лініях; шини 0,4-0,66 кВ цехових трансформаторів, а також розподільчі пункти цієї напруги, найбільш віддалені від цехових трансформаторів, і приєднані до них мережі освітлення. Відхилення напруги в електричних мережах промислових підприємств слід розраховувати для найбільших навантажень. Електричні мережі промислових підприємств в основному радіальні з декількома ступенями трансформації. В останні роки застосовуються і прості замкнуті мережі з двостороннім живленням для забезпечення безперебійності електропостачання споживачів і підвищення потужності КЗ.
Відхилення напруги в будь-якій точці х мережі в момент часу t визначається сумою всіх «добавок» і втрат напруги, вираженою у відсотках від номінального значення,
де-алгебраїчна сума «добавок» напруги, створюваних регулюючими пристроями;-сума втрат напруги на всіх ділянках даної ланцюга.
«Добавки» можуть бути позитивними і негативними. Так, наприклад, трансформатори цехових підстанцій дозволяють отримати «добавки» 0; 2,5; 5; 7,5 і 10% для відгалужень 2 * 2,5%,
а «добавка» від батареї конденсаторів (БК) поперечного включення в місці її приєднання
де Ха - опір живильної мережі, Ом; U-напруга в місці установки БК, кВ; QBK-потужність БК, кВАр. Втрати напруги, в процентах, на окремих ділянках ланцюга
де Р і Q - активна і реактивна потужності, кВт і кВАр; R і X- активний і реактивний опір ділянки, Ом; U "- номінальну напругу ділянки кола, кВ.
Втрати напруги в трансформаторі, у відсотках, можна визначити за спрощеною формулою
де * 100 і - активна і індуктивна складові напруги КЗ,%; cos ф - коефіцієнт потужності навантаження; SH і S - номінальна і фактична потужності трансформатора.
Поперечна складова падіння напруги в мережах 110 кВ і нижче мала і нею в розрахунках нехтують.
При визначенні втрати напруги в мережі з різними напругами необхідно їх параметри привести до одного - базисного:
, де U "- номінальну напругу ділянки. У замкнутих мережах для ліній з двостороннім живленням визначається точка потокораздела, в якій мережу умовно розбивається на дві радіальні лінії, і тоді розрахунок втрат напруги виконується вказаним вище способом.
Для знаходження точки потокораздела слід визначити потужності на головних ділянках (рис. 2).
Для мережі, показаної на рис. 2, найбільша втрата напруги буде до точки потокораздела:
Мал. 2. Замкнута мережу з двостороннім харчуванням
Для розрахунку втрат напруги можна скористатися кривими, наведеними в роботі [13]. Величина втрат напруги
в елементах електричної мережі не повинна перевищувати значень, при яких з урахуванням «добавок», створюваних регулюючими пристроями, відхилення напруги на затискачах найбільш віддалених електроприймачів не вийдуть за межі нормованих ГОСТом. При виборі перетинів проводів і кабелів напругою вище 1000 В гранична втрата напруги приймається рівною 6-8%, а для мереж до 1000 В -5-6%. На рис. 3 показана схема електропостачання підприємства, а на рис. 4 - графік втрат напруги, з якого видно, що найбільші втрати напруги мають місце в трансформаторах ПГВ і цехових підстанцій, а також в реакторах і струмопроводі.
Мал. 4. Графік втрат напруги:
1 - нормальний режим; 2 - аварійний режим
Мал. 3. Схема електропостачання підприємства
Як аварійне режиму розглядався випадок одночасного відключення блоку ВЛ - 110 кВ, одного з трансформаторів 110/6 кВ йодної ланцюга струмопроводу. Епюра побудована без урахування «добавок», що створюються за допомогою РПН трансформатора на ПГВ і ПБЗ цехових трансформаторів. Напруження всіх електричних ступенів приведені до напруги одному щаблі - 6 кВ. Навантаження, наведені на схемі, максимальні. Для мінімального електроспоживання електричні навантаження складають 0,7 від максимальних, втрати напруги відповідно зменшаться і становитимуть в точці Ж замість 14% при найбільших навантаженнях - 10%. Задамося наступними «добавками»: від РПН трансформатора ПГВ + 5% для найбільших навантажень, 0% для найменших навантажень і від ПБЗ цехового трансформатора + 10%. З урахуванням прийнятих «добавок» визначимо по формулі (1) відхилення напруги (рис. 3): для найбільших навантажень V = 5рпн + + 10пбв- 14 = + 1%. т. е. напруга в точці Ж буде 400 В; для найменших навантажень V = 0РПн + 10Пбв- 10 = 0%, т. е. напруга в точці Ж збережеться 400 В.